การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) องค์ประกอบศิลปะการพิมพ์มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโกของกระบวนการออกแบบ

การออกแบบอัตโนมัติคือการออกแบบที่ดำเนินการโดยบุคคลเมื่อโต้ตอบกับคอมพิวเตอร์ ระดับของระบบอัตโนมัติอาจแตกต่างกัน และประเมินโดยสัดส่วนของงานออกแบบที่ทำบนคอมพิวเตอร์โดยไม่มีการแทรกแซงของมนุษย์ At = 0 การออกแบบเรียกว่า manual at = 1 - อัตโนมัติ

ระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยคือระบบองค์กรและทางเทคนิคที่ประกอบด้วยชุดเครื่องมือออกแบบอัตโนมัติที่โต้ตอบกับแผนกต่างๆ องค์กรออกแบบและดำเนินการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย

การพัฒนาเครื่องมือออกแบบอัตโนมัติที่ซับซ้อน ระบบอิเล็กทรอนิกส์ไล่ตามเป้าหมายต่อไปนี้:

ลดเวลาและต้นทุนในการพัฒนาและดำเนินการผลิตภัณฑ์

ลดจำนวนข้อผิดพลาดในการออกแบบ

ทำให้มั่นใจถึงความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนแปลงการตัดสินใจในการออกแบบและลดเวลาในการตรวจสอบและทดสอบผลิตภัณฑ์

งานที่แก้ไขในขั้นตอนต่างๆ ของการออกแบบสามารถแบ่งออกกว้างๆ ได้เป็นสามกลุ่ม: การสังเคราะห์และการวิเคราะห์ งานของการวิเคราะห์คือการศึกษาพฤติกรรมและคุณสมบัติของระบบสำหรับคุณลักษณะที่กำหนดของสภาพแวดล้อมภายนอก ส่วนประกอบ และโครงสร้างของระบบ (หรือแบบจำลอง) ตามทฤษฎีระบบทั่วไป การสังเคราะห์เป็นกระบวนการสร้างฟังก์ชันและโครงสร้างที่จำเป็นและเพียงพอเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แน่นอน โดยการระบุฟังก์ชันที่ระบบนำไปใช้ หนึ่งจะกำหนดระบบที่รู้ว่าระบบจะทำอะไรเท่านั้น

ในเรื่องนี้ ระยะของการสังเคราะห์ฟังก์ชันเรียกว่า การสังเคราะห์เชิงนามธรรม นอกจากนี้ยังมีขั้นตอนของการสังเคราะห์โครงสร้างและพารามิเตอร์ ในการสังเคราะห์โครงสร้าง โครงสร้างของวัตถุถูกกำหนด - ชุดขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบและวิธีการเชื่อมต่อซึ่งกันและกัน (เป็นส่วนหนึ่งของวัตถุและด้วย สภาพแวดล้อมภายนอก). การสังเคราะห์พารามิเตอร์ประกอบด้วยการกำหนดค่าตัวเลขของพารามิเตอร์ขององค์ประกอบสำหรับโครงสร้างและสภาวะการทำงานที่กำหนด (เช่น จำเป็นต้องค้นหาจุดหรือขอบเขตในพื้นที่ของพารามิเตอร์ภายในซึ่งตรงตามเงื่อนไขบางประการ)

การพัฒนา CAD เป็นความท้าทายทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคที่สำคัญ แม้จะมีค่าแรงจำนวนมาก (ผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติ 50-200 คน) การสร้าง ARPA แบบบูรณาการในสาขาเทคโนโลยีต่างๆ ก็มีความจำเป็นที่เกิดจากความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของวัตถุการออกแบบ เมื่อคำนึงถึงสิ่งที่กล่าวมาแล้ว เป็นไปได้ที่จะกำหนดข้อกำหนดพื้นฐานที่ระบบ CAD ต้องเป็นไปตาม:

1. มีโครงสร้างสากลที่ใช้หลักการของการสลายตัวและลำดับชั้น (วิธีบล็อก-ลำดับชั้น) นอกจากนี้ ระบบการออกแบบในระดับต่างๆ ของลำดับชั้นจะต้องประสานงานกันด้วยข้อมูล ความสอดคล้องของข้อมูลหมายความว่าสำหรับขั้นตอนการออกแบบตามลำดับ ผลลัพธ์ของหนึ่งในนั้นสามารถป้อนไปยังอีกขั้นตอนหนึ่งได้ และไม่จำเป็นต้องทำการเปลี่ยนแปลงใดๆ

2. มีการบูรณาการในระดับสูง ระดับของการบูรณาการควรเป็นเช่นนั้นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการนำเส้นทางการออกแบบทั้งหมดไปใช้: ตั้งแต่การนำเสนอแนวคิดไปจนถึงการดำเนินโครงการ บทบาทที่สำคัญสำหรับการผสานรวมเครื่องมือการออกแบบนั้นเล่นโดยสิ่งที่เรียกว่าเฟรมเวิร์ก (เฟรมเวิร์ก CAD) ซึ่งให้ทั้งการรวมเครื่องมือและข้อมูลการออกแบบที่หลากหลาย และการทำงานของฟังก์ชั่นการควบคุมโดยใช้อินเทอร์เฟซผู้ใช้เดียว

3. ดำเนินการออกแบบตามเวลาจริง การลดเวลาที่ต้องใช้สำหรับการโต้ตอบของ CAD กับผู้ใช้นั้นทำให้มั่นใจได้ด้วยความพร้อมของวิธีการทางเทคนิคในการปฏิบัติงานของการโต้ตอบระหว่างผู้พัฒนาและระบบ ประสิทธิภาพของขั้นตอนการออกแบบ ฯลฯ

4. โครงสร้าง CAD จะต้องเปิดอยู่ กล่าวคือ เพื่อให้มีความสะดวกในการขยายระบบย่อยในระหว่างการปรับปรุง

5. มีวิธีการควบคุมข้อมูลเข้าและส่งออก

6. มีวิธีการเปลี่ยนแปลงโครงการโดยอัตโนมัติ

2. โครงสร้างของ CAD ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน

ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ทั้งหมดที่ประกอบเป็นซอฟต์แวร์ CAD พื้นฐานสามารถจำแนกได้ตามหน้าที่:

ซอฟต์แวร์ (MO);

การสนับสนุนทางภาษา (LO);

ซอฟต์แวร์ (ซอฟต์แวร์);

การสนับสนุนทางเทคนิค (TO);

การสนับสนุนข้อมูล (IO);

การสนับสนุนองค์กร (OO);

MO รวมถึง: ทฤษฎี วิธีการ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ อัลกอริธึมที่ใช้ในการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย

LO แสดงด้วยชุดภาษาที่ใช้ในการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย ส่วนหลักของ LO คือภาษาที่ใช้ในการสื่อสารระหว่างบุคคลกับคอมพิวเตอร์

ซอฟต์แวร์คือชุดของโปรแกรมเครื่องและเอกสารที่เกี่ยวข้อง มันถูกแบ่งออกเป็นทั้งระบบและนำไปใช้ ส่วนประกอบของซอฟต์แวร์ทั้งระบบ เช่น ระบบปฏิบัติการ คอมไพเลอร์ เป็นต้น เครื่องมือซอฟต์แวร์เหล่านี้มีจุดประสงค์เพื่อจัดระเบียบการทำงานของฮาร์ดแวร์ กล่าวคือ เพื่อการวางแผนและจัดการกระบวนการคำนวณ

ซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันถูกสร้างขึ้นสำหรับความต้องการ CAD โดยปกติจะนำเสนอในรูปแบบของแพ็คเกจแอปพลิเคชัน (APP) ซึ่งแต่ละอันทำหน้าที่เฉพาะขั้นตอนของกระบวนการออกแบบ

ส่วนประกอบ TO คือชุดของวิธีการทางเทคนิคที่สัมพันธ์กันและโต้ตอบกัน (เช่น คอมพิวเตอร์ วิธีการถ่ายโอน ป้อน แสดง และจัดทำเอกสารข้อมูล) ซึ่งมีไว้สำหรับการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย

IO รวมข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย สามารถนำเสนอในรูปแบบของเอกสารบางอย่างในสื่อต่างๆ ที่มีข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับพารามิเตอร์ของวัตถุการออกแบบ ผลลัพธ์ขั้นกลาง ฯลฯ

ส่วนหลักของ IO CAD คือคลังข้อมูล (BND) ซึ่งเป็นชุดเครื่องมือสำหรับการรวบรวมจากส่วนกลางและการใช้ข้อมูลร่วมกันใน CAD BND ประกอบด้วยฐานข้อมูล (DB) และระบบจัดการฐานข้อมูล (DBMS) DB - ข้อมูลเอง ซึ่งอยู่ในหน่วยความจำคอมพิวเตอร์และจัดโครงสร้างตามกฎที่นำมาใช้ใน BND นี้ DBMS - ชุดเครื่องมือซอฟต์แวร์ที่รับรองการทำงานของ BND DBMS ใช้เพื่อบันทึกข้อมูลใน BND ดึงข้อมูลตามคำร้องขอของผู้ใช้และโปรแกรมแอปพลิเคชัน ฯลฯ

กระบวนการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยเป็นการโต้ตอบตามลำดับของโมดูลซอฟต์แวร์จำนวนมาก การโต้ตอบของโมดูลส่วนใหญ่แสดงออกในการเชื่อมต่อการควบคุม (สั่งการเปลี่ยนจากการทำงานของโมดูลโปรแกรมหนึ่งไปเป็นการทำงานของโมดูลอื่น) และข้อมูล (โดยใช้ข้อมูลเดียวกันในโมดูลต่างๆ) (ดูรูปที่ 1 และ 2)

เมื่อออกแบบระบบที่ซับซ้อน เป็นปัญหาของการประสานงานข้อมูลของโมดูลซอฟต์แวร์ต่างๆ ที่มีนัยสำคัญ มีสามวิธีหลักในการติดตั้งลิงก์โดยใช้ข้อมูล:

โดยส่งพารามิเตอร์จากโปรแกรมที่เรียกไปยังโปรแกรมที่เรียก

ข้าม พื้นที่ส่วนกลาง(โซนแลกเปลี่ยน) ของโมดูลการโต้ตอบ

ผ่านธนาคารข้อมูล

การใช้ลิงก์ข้อมูลผ่านการถ่ายโอนพารามิเตอร์หมายความว่าพารามิเตอร์หรือที่อยู่ของพารามิเตอร์นั้นถูกถ่ายโอน มันถูกใช้กับข้อมูลที่ส่งค่อนข้างน้อยและโครงสร้างที่เรียบง่าย

การดำเนินการเชื่อมโยงข้อมูลผ่านพื้นที่แลกเปลี่ยน แต่ละโมดูลต้องส่งข้อมูลไปยังพื้นที่แลกเปลี่ยน นำเสนอในรูปแบบที่ยอมรับได้จากมุมมองของความต้องการของโมดูลอื่นๆ เนื่องจากข้อกำหนดสำหรับโครงสร้างข้อมูลของแต่ละโมดูล - ผู้ใช้ข้อมูลอาจแตกต่างกัน วิธีการสื่อสารผ่านโซนการแลกเปลี่ยนจึงค่อนข้างง่ายในการดำเนินการด้วยลิงก์ข้อมูลจำนวนน้อยและมีเสถียรภาพเท่านั้น ใช้สำหรับโมดูลซอฟต์แวร์ภายใน RFP ที่กำหนด

หากโมดูลเดียวกันสามารถรวมไว้ในขั้นตอนการออกแบบที่แตกต่างกัน โต้ตอบกับโมดูลจำนวนมาก ขอแนะนำให้รวมวิธีการแลกเปลี่ยนข้อมูลเข้าด้วยกัน การรวมนี้ดำเนินการโดยใช้แนวคิด BND คุณสมบัติหลักของข้อมูลที่จัดเก็บไว้ใน BND คือความมีโครงสร้าง ข้อดีหลัก การสื่อสาร BND มีดังนี้:

ข้อจำกัดเกี่ยวกับจำนวนขั้นตอนการออกแบบที่ให้บริการจะถูกลบออก

การพัฒนาและแก้ไขระบบซอฟต์แวร์เป็นไปได้

เป็นไปได้ที่จะแก้ไขความทันสมัยของวิธีการทางเทคนิคสำหรับการจัดเก็บข้อมูลโดยไม่ต้องเปลี่ยน RFP

มั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์ของข้อมูล

อย่างไรก็ตาม การใช้การเชื่อมโยงข้อมูลผ่านข้อมูล BND มีข้อเสียของตัวเอง ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับเวลาจำนวนมากในการค้นหาข้อมูลในฐานข้อมูล

ข้าว. 1. กราฟแสดงลิงค์สำหรับผู้บริหาร

ข้าว. 2. กราฟแสดงการเชื่อมต่อด้วยข้อมูล

ข้าว. 3. การดำเนินการเชื่อมโยงข้อมูลผ่าน DBMS

3 ... องค์ประกอบของระบบอิเล็กทรอนิกส์ CAD

Modern CAD เป็นฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน ซึ่งอ้างอิงในเอกสารทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคว่า "เวิร์กสเตชัน" (PC)

ข้าว. 3. โครงสร้างของเวิร์กสเตชันสำหรับการออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์

ข้าว. 4. โครงสร้างของซอฟต์แวร์ CAD

4 ... ลำดับชั้นของการนำเสนออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

วิธีการออกแบบหลักโดยใช้ CAD คือวิธีแบบลำดับชั้นแบบบล็อกหรือวิธีการแยกวัตถุที่ซับซ้อนให้เป็นระบบย่อย (บล็อก โหนด ส่วนประกอบ) ในกรณีนี้ คำอธิบายของระบบที่ซับซ้อนจะแบ่งออกเป็นระดับตามลำดับชั้น (ระดับของนามธรรม) ตามระดับของรายละเอียดที่สะท้อนถึงคุณสมบัติของระบบ ในแต่ละระดับของการนำเสนอโครงการ มีแนวคิดเกี่ยวกับระบบ ระบบย่อย องค์ประกอบของระบบ กฎการทำงานขององค์ประกอบของระบบโดยรวม และอิทธิพลภายนอก

เป็นแนวคิดเหล่านี้ที่กำหนดหนึ่งหรือระดับอื่นของลำดับชั้นการแสดงอุปกรณ์ ระบบย่อยเป็นส่วนหนึ่งของระบบ ซึ่งเป็นชุดขององค์ประกอบบางส่วน ซึ่งได้รับการคัดเลือกตามลักษณะการทำงานบางอย่าง และเป็นส่วนรองในจุดประสงค์ของการทำงานเพื่อวัตถุประสงค์เดียวของการทำงานของทั้งระบบ องค์ประกอบของระบบถูกเข้าใจว่าเป็นส่วนที่ทำหน้าที่บางอย่าง (หน้าที่) และไม่อยู่ภายใต้การสลายตัวในระดับการพิจารณาที่กำหนด องค์ประกอบที่แยกไม่ออกเป็นแนวคิด แต่ไม่ใช่ คุณสมบัติทางกายภาพของรายการนี้ ด้วยการใช้แนวคิดขององค์ประกอบ ผู้ออกแบบขอสงวนสิทธิ์ที่จะย้ายไปยังอีกระดับหนึ่งโดยพิจารณาจากส่วนหนึ่งส่วนใดส่วนหนึ่งหรือโดยการรวมองค์ประกอบหลายอย่างเข้าเป็นหนึ่งเดียว

ที่ระดับลำดับชั้นบน อ็อบเจ็กต์ที่ซับซ้อนทั้งหมดถือเป็นชุดของระบบย่อยแบบโต้ตอบ ในระดับลำดับถัดไป ระบบย่อยจะถูกพิจารณาแยกจากกันในฐานะระบบที่ประกอบด้วยส่วนประกอบบางส่วน (องค์ประกอบ) และมีรายละเอียดเพิ่มเติมของคำอธิบาย ระดับลำดับชั้นนี้เป็นระดับของระบบย่อย จำนวนระดับในลำดับชั้นถูกจำกัดเสมอ ระดับมีลักษณะเฉพาะจากข้อเท็จจริงที่ว่าชุดของประเภทขององค์ประกอบที่ระบบย่อยการออกแบบสามารถประกอบขึ้นได้นั้นมีจำกัด ชุดดังกล่าวเรียกว่าพื้นฐานระดับ

วิธีการสลายตัวก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรงเมื่อสร้างระบบ CAD:

การกำหนดระดับลำดับชั้นและฐานสำหรับพวกเขา

การพัฒนาซอฟต์แวร์

การทำแผนที่จากฐานหนึ่งไปยังอีกฐานหนึ่ง ฯลฯ

วิธีการแสดงลำดับชั้นของวัตถุที่ออกแบบซึ่งใช้โดยนักพัฒนา วงจรไฟฟ้าและระบบ สามารถอยู่บนพื้นฐานของสองวิธีในการแสดง (อธิบาย) องค์ประกอบ: โครงสร้างและพฤติกรรม

วิธีการเชิงโครงสร้างให้คำอธิบายขององค์ประกอบของระบบเป็นชุดขององค์ประกอบที่เชื่อมต่อถึงกันของระดับที่ต่ำกว่า ดังนั้นจึงกำหนดพื้นฐานของระดับนี้ รูปแบบโครงสร้างของลำดับชั้นของโปรเจ็กต์แสดงถึงกระบวนการของการสลายตัวหรือการแบ่งโปรเจ็กต์ เพื่อให้ในระดับใดๆ ที่เลือกสำหรับการสร้างแบบจำลอง โมเดลของระบบถูกสร้างขึ้นเป็นชุดขององค์ประกอบที่สัมพันธ์กันซึ่งกำหนดไว้สำหรับระดับนี้ คำถามเกิดขึ้นทันที: องค์ประกอบเหล่านี้ถูกกำหนดอย่างไร? ส่วนใหญ่มักจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้องค์ประกอบของระดับล่างถัดไป ดังแสดงในรูปที่ 5 โครงการสามารถแสดงในรูปแบบของต้นไม้และ ระดับต่างๆลำดับชั้นของนามธรรมสอดคล้องกับระดับของต้นไม้นี้ ที่ระดับของใบไม้ พฤติกรรมขององค์ประกอบโครงการระดับต่ำสุดจะถูกกำหนด วิธีการเชิงพฤติกรรมให้คำอธิบายขององค์ประกอบของระบบโดยการพึ่งพาอินพุต / เอาต์พุตโดยใช้ขั้นตอนบางอย่าง ยิ่งไปกว่านั้น คำอธิบายนี้ถูกกำหนดโดยขั้นตอนบางอย่าง และไม่ได้อธิบายโดยใช้องค์ประกอบอื่น ดังนั้น แบบจำลองพฤติกรรมจึงใช้เพื่ออธิบายองค์ประกอบของระดับลีฟของแผนผังโครงการ เนื่องจากแบบจำลองพฤติกรรมของโครงการสามารถมีอยู่ในทุกระดับ ส่วนต่าง ๆ ของโครงการสามารถมีคำอธิบายพฤติกรรมในระดับที่แตกต่างกัน

ข้าว. 5. โครงการที่นำเสนอในรูปแบบของต้นไม้ที่สมบูรณ์ (a) และไม่สมบูรณ์ (b)

ในรูป 5 (a) แสดงแผนผังโครงการที่ "สมบูรณ์" ซึ่งคำอธิบายพฤติกรรมทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้นในระดับเดียวกัน รูปที่ 5 (b) แสดงโครงการที่นำเสนอในรูปแบบของต้นไม้ที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งมีการกำหนดคำอธิบายพฤติกรรมให้กับระดับต่างๆ สถานการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากนักพัฒนามักต้องการสร้างและวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างส่วนประกอบของระบบก่อนที่การออกแบบจะเสร็จสมบูรณ์ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีข้อกำหนดสำหรับส่วนประกอบระบบทั้งหมด เช่น ที่ระดับลอจิกเกต เพื่อให้สามารถตรวจสอบโครงการโดยรวมได้โดยไม่มีข้อผิดพลาด การควบคุมนี้ดำเนินการโดยใช้การสร้างแบบจำลองหลายระดับ กล่าวคือ การสร้างแบบจำลองซึ่งคำอธิบายเชิงพฤติกรรมของแบบจำลองส่วนประกอบอ้างอิงถึงระดับต่างๆ ของลำดับชั้น ข้อได้เปรียบที่สำคัญเพิ่มเติมของแนวทางนี้คือช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของการสร้างแบบจำลอง

จากมุมมองของนักออกแบบฮาร์ดแวร์ มีหกระดับหลักของลำดับชั้น ดังแสดงในรูปที่ 6.

ข้าว. 6. ระดับของลำดับชั้นของการเป็นตัวแทนของระบบอิเล็กทรอนิกส์

เหล่านี้คือระบบ ไมโครเซอร์กิต (หรือไอซี) รีจิสเตอร์ ประตู วงจร และระดับทอพอโลยี รูปแสดงให้เห็นว่าลำดับชั้นของระดับการนำเสนอมีรูปแบบของปิรามิดที่ถูกตัดทอน การขยายตัวของปิรามิดลงล่างแสดงถึงระดับของรายละเอียดที่เพิ่มขึ้น กล่าวคือ จำนวนองค์ประกอบที่ต้องนำมาพิจารณาเมื่ออธิบายอุปกรณ์ที่ออกแบบในระดับนี้

ตาราง 1 แสดงลักษณะของระดับ - องค์ประกอบของโครงสร้างและการแสดงพฤติกรรมสำหรับแต่ละระดับจะถูกระบุ

ตารางที่ 1 ลำดับชั้นแบบจำลอง

ระดับ	พื้นฐานโครงสร้าง	เครื่องมือที่เป็นทางการสำหรับการแสดงพฤติกรรม
ระบบ	โปรเซสเซอร์กลาง สวิตช์ ช่อง บัส อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ฯลฯ	การวิเคราะห์ระบบ ทฤษฎีเกม ทฤษฎีการจัดคิว ฯลฯ
ไมโครเซอร์กิต	ไมโครโปรเซสเซอร์, RAM, ROM, UAPP เป็นต้น	การพึ่งพาอินพุต-เอาต์พุต GSA
ลงทะเบียน	Registers, ALUs, เคาน์เตอร์, มัลติเพล็กเซอร์, ตัวถอดรหัส	ทฤษฎีออโตมาตะดิจิทัล ตารางความจริง GSA
วาล์ว	ประตูลอจิกทริกเกอร์	พีชคณิตของตรรกะ ระบบสมการลอจิก
แผนผัง	ทรานซิสเตอร์ ไดโอด ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ	ทฤษฎีวงจรไฟฟ้า ระบบเชิงเส้น ไม่เชิงเส้น สมการเชิงอนุพันธ์
ซิลิซิก	วัตถุทางเรขาคณิต	ไม่

ในความเป็นจริง ระดับต่ำ, ซิลิกอนเป็นพื้นฐาน primitives ใช้รูปทรงเรขาคณิตที่แสดงพื้นที่ของการแพร่กระจาย โพลิซิลิคอน และการทำให้เป็นโลหะบนพื้นผิวของผลึกซิลิกอน การรวมกันของรูปแบบเหล่านี้เลียนแบบกระบวนการสร้างคริสตัลจากมุมมองของนักพัฒนา ที่นี่มุมมองเป็นเพียงโครงสร้างเท่านั้น (ไม่ใช่พฤติกรรม)

ในระดับที่สูงขึ้น แผนผัง การนำเสนอการออกแบบจะเกิดขึ้นโดยใช้การเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบแบบแอกทีฟและพาสซีฟแบบดั้งเดิมของวงจรไฟฟ้า ได้แก่ ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์และ MOS การเชื่อมต่อของส่วนประกอบเหล่านี้ใช้เพื่อจำลองพฤติกรรมของวงจรไฟฟ้าซึ่งแสดงเป็นความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแส สามารถใช้สมการเชิงอนุพันธ์เพื่ออธิบายลักษณะพฤติกรรมในระดับนี้

ระดับที่สาม ระดับของลอจิกเกท ปกติแล้วจะมีบทบาทสำคัญในการออกแบบวงจรและระบบดิจิทัล ที่นี่ใช้เช่น องค์ประกอบพื้นฐานเป็นเกทตรรกะ AND, OR และ NOT และรองเท้าแตะประเภทต่างๆ การรวมกันของพื้นฐานเหล่านี้ช่วยให้สามารถประมวลผลตรรกะเชิงผสมและเชิงลำดับได้ เครื่องมือที่เป็นทางการสำหรับคำอธิบายพฤติกรรมในระดับนี้คือพีชคณิตแบบบูล

เหนือระดับเกทในลำดับชั้นคือระดับรีจิสเตอร์ องค์ประกอบพื้นฐานที่นี่คือส่วนประกอบต่างๆ เช่น รีจิสเตอร์ ตัวนับ มัลติเพล็กเซอร์ และหน่วยลอจิกเลขคณิต (ALU) การแสดงพฤติกรรมของโครงการในระดับรีจิสเตอร์สามารถทำได้โดยใช้ตารางความจริง ตารางสถานะ และภาษาที่ลงทะเบียน

เหนือระดับรีจิสเตอร์คือระดับของไมโครเซอร์กิต (หรือไอซี) ที่ระดับไมโครเซอร์กิต องค์ประกอบต่างๆ เป็นส่วนประกอบ เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ อุปกรณ์หน่วยความจำหลัก พอร์ตอนุกรมและพอร์ตขนาน และตัวควบคุมอินเตอร์รัปต์ แม้ว่าขอบเขตของไมโครเซอร์กิตจะเป็นขอบเขตของแบบจำลององค์ประกอบด้วย แต่สถานการณ์อื่นๆ ก็เป็นไปได้ ดังนั้น ชุดของไมโครเซอร์กิตที่รวมกันเป็นหนึ่ง อุปกรณ์การทำงาน, สามารถคิดเป็นรายการเดียว. ตัวอย่างที่แสดงตัวอย่างที่นี่คือการสร้างแบบจำลองของโปรเซสเซอร์บิตโมดูลาร์ ทางเลือกอื่นก็เป็นไปได้เช่นกัน - เมื่อองค์ประกอบแสดงส่วนที่แยกจากกันของไมโครเซอร์กิตหนึ่งวงจร ตัวอย่างเช่น ในขั้นตอนของการวิเคราะห์ข้อกำหนดทางเทคนิคและการสลายตัว คุณลักษณะหลักในที่นี้คือ องค์ประกอบแสดงถึงกลุ่มตรรกะขนาดใหญ่ ซึ่งสำหรับเส้นทางการประมวลผลข้อมูลที่ยาวและมักจะบรรจบกัน จำเป็นต้องแสดงถึงการพึ่งพาของเอาต์พุตบนอินพุต เช่นเดียวกับในกรณีขององค์ประกอบของระดับล่าง องค์ประกอบของระดับไมโครเซอร์กิตไม่ได้สร้างแบบลำดับชั้นจากระดับพื้นฐานที่ง่ายกว่า แต่เป็นออบเจ็กต์โมเดลแบบรวมศูนย์ ดังนั้น หากคุณต้องการจำลองพอร์ต I / O แบบอนุกรม (ตัวรับส่งสัญญาณแบบอะซิงโครนัสสากล, UART) โมเดลที่เกี่ยวข้องจะไม่ถูกสร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อที่ง่ายกว่า แบบจำลองการทำงานบล็อกต่างๆ เช่น รีจิสเตอร์และตัวนับ ในที่นี้ UART จะกลายเป็นโมเดลพื้นฐาน โมเดลประเภทนี้มีความสำคัญต่อ OEM ที่ซื้อไอซีจากผู้ผลิตรายอื่น แต่ไม่ทราบโครงสร้างระดับลอจิกเกตภายใน เนื่องจากโดยปกติแล้วจะเป็นความลับ คำอธิบายเชิงพฤติกรรมของแบบจำลองระดับไมโครเซอร์กิตนั้นอิงจากการพึ่งพาอินพุต-เอาต์พุตของอัลกอริธึม IS เฉพาะแต่ละรายการที่นำไปใช้โดย IS นี้ ระดับบนสุดคือระดับระบบ องค์ประกอบของเลเยอร์นี้คือโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ และสวิตช์ (บัส) เป็นต้น คำอธิบายพฤติกรรมในระดับนี้รวมถึงข้อมูลและคุณลักษณะพื้นฐาน เช่น ความเร็วของโปรเซสเซอร์ในหน่วยคำสั่งนับล้านต่อวินาที (megaflops) หรือปริมาณงาน ของเส้นทางการประมวลผลข้อมูล (บิต / s) จากตาราง. 1 และที่กล่าวมาข้างต้น จะเห็นได้ว่าลักษณะเชิงโครงสร้างหรือพฤติกรรมของระดับใกล้เคียงคาบเกี่ยวกันในระดับหนึ่ง ตัวอย่างเช่น การแสดง GAW สามารถใช้ได้ทั้งที่ระดับการลงทะเบียนและระดับชิป อย่างไรก็ตาม การแสดงโครงสร้างสำหรับทั้งสองระดับนั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้แยกออกจากกัน ระดับไมโครเซอร์กิตและระดับระบบมีองค์ประกอบเหมือนกัน แต่มีลักษณะพฤติกรรมแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ดังนั้น แบบจำลองพฤติกรรมของระดับ IS อนุญาตให้คำนวณการตอบสนองแต่ละรายการโดยละเอียดในรูปแบบของค่าจำนวนเต็มและบิต และการแสดงพฤติกรรมของระดับระบบนั้นมีข้อจำกัดที่ร้ายแรง ซึ่งทำหน้าที่หลักในการสร้างแบบจำลองปริมาณงานของระบบหรือกำหนดพารามิเตอร์สุ่มของระบบ ในทางปฏิบัติ มุมมองระดับระบบของการออกแบบจะใช้เป็นหลักในการประเมินเปรียบเทียบของสถาปัตยกรรมต่างๆ โดยทั่วไป ควรใช้แบบจำลองระดับต่างๆ หากข้อกำหนดด้านพฤติกรรมหรือโครงสร้างต่างกัน

แนวคิดสุดท้ายที่เกี่ยวข้องกับมุมมองโครงการแบบลำดับชั้นคือสิ่งที่เรียกว่าหน้าต่างโครงการ

คำนี้หมายถึงกลุ่มของระดับในแผนผังโครงการที่นักพัฒนาแต่ละรายทำงาน ดังนั้น หน้าต่างโครงการสำหรับการพัฒนา VLSI จึงครอบคลุมถึงระดับซิลิคอน วงจร ประตู รีจิสเตอร์ และไมโครเซอร์กิต ในทางกลับกัน นักออกแบบคอมพิวเตอร์มักจะสนใจหน้าต่างที่ครอบคลุมประตู รีจิสเตอร์ ไมโครเซอร์กิต และระดับระบบ เป็นแนวคิดของหน้าต่างโครงการที่เป็นพื้นฐานสำหรับการออกแบบหลายระดับ ด้วยความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของ VLSI การรวมระดับเกทในหน้าต่างโปรเจ็กต์จะไม่สามารถทำได้ เนื่องจากลอจิกเกทหลายแสนตัวสามารถวางบนชิปตัวเดียวได้ ระดับการลงทะเบียนแม้ว่าจะซับซ้อนน้อยกว่าระดับเกทอย่างแน่นอน แต่อาจมีรายละเอียดเพิ่มเติมสำหรับผู้ที่สนใจเฉพาะสัญญาณ VLSI I / O

ดังนั้น จากมุมมองของผู้พัฒนาเครื่องจักร VLSI เองจะกลายเป็นองค์ประกอบของโครงการ

ข้าว. 7. ตัวอย่างการใช้งานระดับการนำเสนอของระบบมัลติโปรเซสเซอร์

ทดสอบงานในหัวข้อ:

ขั้นตอนการออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์

โซลูชันการออกแบบ - คำอธิบายขั้นกลางของวัตถุที่ออกแบบซึ่งได้รับในระดับลำดับชั้นหนึ่งหรือระดับอื่นอันเป็นผลมาจากขั้นตอน (ระดับที่สอดคล้องกัน)

ขั้นตอนการออกแบบเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการออกแบบ ตัวอย่างของขั้นตอนการออกแบบ ได้แก่ การสังเคราะห์ไดอะแกรมการทำงานของอุปกรณ์ที่ออกแบบ การสร้างแบบจำลอง การตรวจสอบ การกำหนดเส้นทางของการเชื่อมต่อถึงกันบนแผงวงจรพิมพ์ ฯลฯ

การออกแบบโรงไฟฟ้าแบ่งออกเป็นขั้นตอน ขั้นตอนคือลำดับขั้นตอนการออกแบบ ลำดับขั้นตอนการออกแบบทั่วไปมีดังนี้:

· ร่างข้อกำหนดทางเทคนิค

· ข้อมูลโครงการ

· การออกแบบสถาปัตยกรรม

· การออกแบบการทำงานและตรรกะ

· การออกแบบแผนผัง;

· การออกแบบทอพอโลยี;

· การผลิตต้นแบบ

· การกำหนดลักษณะของอุปกรณ์

การร่างข้อกำหนดทางเทคนิค กำหนดข้อกำหนดสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบคุณลักษณะและงานด้านเทคนิคสำหรับการออกแบบ

อินพุตโครงการ ขั้นตอนการออกแบบแต่ละขั้นตอนมีวิธีป้อนข้อมูลของตัวเอง นอกจากนี้ ระบบเครื่องมือจำนวนมากยังให้วิธีการอธิบายโครงการได้มากกว่าหนึ่งวิธี

โปรแกรมแก้ไขกราฟิกและข้อความระดับสูงสำหรับคำอธิบายโครงการระบบการออกแบบที่ทันสมัยมีประสิทธิภาพ โปรแกรมแก้ไขเหล่านี้ช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถวาดแผนภาพบล็อกของระบบขนาดใหญ่ กำหนดแบบจำลองให้กับแต่ละบล็อก และเชื่อมต่อระหว่างกันผ่านบัสและเส้นทางสัญญาณ บรรณาธิการมักจะเชื่อมโยงคำอธิบายที่เป็นข้อความของบล็อกและการเชื่อมต่อกับกราฟิกที่เกี่ยวข้องโดยอัตโนมัติ ดังนั้นจึงเป็นการจำลองระบบที่ครอบคลุม ซึ่งช่วยให้วิศวกรระบบไม่สามารถเปลี่ยนแปลงวิธีการทำงาน: คุณยังสามารถคิด ร่างแผนผังลำดับงานของโปรเจ็กต์ของคุณราวกับเขียนบนกระดาษ ขณะเดียวกัน ข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับระบบก็จะถูกป้อนและสะสมไปด้วย

สมการลอจิกหรือไดอะแกรมวงจรมักถูกใช้อย่างดีเพื่ออธิบายตรรกะการเทียบท่าพื้นฐาน

ตารางความจริงมีประโยชน์สำหรับการอธิบายตัวถอดรหัสหรือบล็อกตรรกะง่ายๆ อื่นๆ

ภาษาคำอธิบายฮาร์ดแวร์ที่มีโครงสร้างเช่นเครื่องของรัฐมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการแสดงบล็อกการทำงานเชิงตรรกะที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นบล็อกควบคุม

การออกแบบสถาปัตยกรรม แสดงถึงการออกแบบ EI จนถึงระดับการส่งสัญญาณไปยัง CPU และหน่วยความจำ หน่วยความจำ และประสิทธิภาพ ในขั้นตอนนี้ องค์ประกอบของอุปกรณ์โดยรวมจะถูกกำหนด ส่วนประกอบหลักของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์จะถูกกำหนด

เหล่านั้น. การออกแบบทั้งระบบด้วยการแสดงระดับสูงเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของโซลูชั่นสถาปัตยกรรม ตามกฎแล้วในกรณีที่มีการพัฒนาตามหลักการ ระบบใหม่และปัญหาด้านสถาปัตยกรรมทั้งหมดจะต้องดำเนินการอย่างรอบคอบ

ในหลายกรณี การออกแบบระบบที่สมบูรณ์จำเป็นต้องมีการรวมส่วนประกอบและเอฟเฟกต์ที่ไม่ใช่ทางไฟฟ้าไว้ในโครงสร้าง เพื่อที่จะทดสอบพวกมันในคอมเพล็กซ์การสร้างแบบจำลองเดียว

เนื่องจากมีการใช้องค์ประกอบของระดับนี้: โปรเซสเซอร์, หน่วยความจำ, คอนโทรลเลอร์, บัส ในการสร้างแบบจำลองและการสร้างแบบจำลองระบบ จะใช้วิธีการของทฤษฎีกราฟ ทฤษฎีเซต ทฤษฎีกระบวนการของมาร์คอฟ ทฤษฎีการจัดคิว ตลอดจนวิธีการทางตรรกะและคณิตศาสตร์ในการอธิบายการทำงานของระบบ

ในทางปฏิบัติ ควรสร้างสถาปัตยกรรมระบบแบบกำหนดพารามิเตอร์ และเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการกำหนดค่า ดังนั้น โมเดลที่เกี่ยวข้องจึงต้องมีการกำหนดพารามิเตอร์ด้วย พารามิเตอร์การกำหนดค่าของโมเดลสถาปัตยกรรมกำหนดฟังก์ชันที่จะนำไปใช้ในฮาร์ดแวร์และในซอฟต์แวร์ ตัวเลือกการกำหนดค่าบางอย่างสำหรับฮาร์ดแวร์ ได้แก่:

· จำนวน ความจุ และแบนด์วิธของบัสระบบ

· เวลาในการเข้าถึงหน่วยความจำ

· ขนาดของแคช

· จำนวนโปรเซสเซอร์ พอร์ต รีจิสเตอร์บล็อก

· ความจุของบัฟเฟอร์การถ่ายโอนข้อมูล

และพารามิเตอร์การกำหนดค่าซอฟต์แวร์ ได้แก่ :

· พารามิเตอร์ของตัวกำหนดตารางเวลา;

· ลำดับความสำคัญของงาน;

·ช่วง "การกำจัดขยะ";

· ช่วง CPU สูงสุดที่อนุญาตสำหรับโปรแกรม

· พารามิเตอร์ของระบบย่อยการจัดการหน่วยความจำ (ขนาดหน้า ขนาดเซ็กเมนต์ ตลอดจนการกระจายไฟล์บนเซกเตอร์ดิสก์

พารามิเตอร์การกำหนดค่าสื่อ:

· ค่าของช่วงหมดเวลา;

· ขนาดชิ้นส่วน;

· พารามิเตอร์โปรโตคอลสำหรับการตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาด

ข้าว. 1 - ลำดับขั้นตอนการออกแบบสำหรับขั้นตอนการออกแบบสถาปัตยกรรม

ในการออกแบบเชิงโต้ตอบที่ระดับระบบ ขั้นแรกจะแนะนำคุณสมบัติการใช้งานของระดับระบบในรูปแบบของไดอะแกรมการไหลของข้อมูล และเลือกประเภทของส่วนประกอบสำหรับการใช้งานฟังก์ชันต่างๆ (รูปที่ 1) งานหลักที่นี่คือการพัฒนาสถาปัตยกรรมระบบที่จะตอบสนองความต้องการด้านการทำงาน ความเร็ว และต้นทุนที่กำหนด ข้อผิดพลาดในระดับสถาปัตยกรรมมีราคาแพงกว่าการตัดสินใจระหว่างการใช้งานจริง

แบบจำลองทางสถาปัตยกรรมมีความสำคัญและสะท้อนถึงตรรกะของพฤติกรรมของระบบและลักษณะเฉพาะชั่วขณะ ซึ่งทำให้สามารถระบุปัญหาในการใช้งานได้ มีคุณสมบัติที่สำคัญสี่ประการ:

· แสดงการทำงานของส่วนประกอบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์อย่างแม่นยำโดยใช้นามธรรมข้อมูลระดับสูงในรูปแบบของสตรีมข้อมูล

· แบบจำลองทางสถาปัตยกรรมแสดงถึงเทคโนโลยีการนำไปใช้ในรูปของพารามิเตอร์เวลาอย่างเป็นนามธรรม เทคโนโลยีการใช้งานเฉพาะถูกกำหนดโดยค่าเฉพาะของพารามิเตอร์เหล่านี้

· แบบจำลองทางสถาปัตยกรรมประกอบด้วยไดอะแกรมที่อนุญาตให้กลุ่มการทำงานจำนวนมากสามารถแบ่งปัน (แบ่งปัน) ส่วนประกอบได้

· โมเดลเหล่านี้ต้องกำหนดพารามิเตอร์ได้ พิมพ์ และนำกลับมาใช้ใหม่ได้

การสร้างแบบจำลองในระดับระบบช่วยให้นักพัฒนาสามารถประเมินตัวเลือกทางเลือกสำหรับการออกแบบระบบในแง่ของอัตราส่วนของการทำงาน ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ และต้นทุน

ระบบเครื่องมือออกแบบจากบนลงล่าง (ASIC Navigator, Compass Disign Automation) สำหรับ ASIC และระบบ

ความพยายามที่จะปลดปล่อยวิศวกรจากการออกแบบที่ระดับเกท

ผู้ช่วยลอจิก

· ผู้ช่วยออกแบบ;

ASIC Synthesizez (ซินธิไซเซอร์ ASIC);

· ผู้ช่วยทดสอบ;

เป็นสภาพแวดล้อมการออกแบบและการวิเคราะห์แบบครบวงจร ให้คุณสร้างข้อกำหนด ASIC ได้โดยการป้อนคำอธิบายแบบกราฟิกและข้อความของการออกแบบของคุณ ผู้ใช้สามารถอธิบายโปรเจ็กต์ของตนโดยใช้วิธีการป้อนข้อมูลระดับสูงส่วนใหญ่ รวมถึงผังงาน สูตรบูลีน ไดอะแกรมสถานะ คำสั่ง VHDL และ Verilog และอื่นๆ ซอฟต์แวร์ระบบจะสนับสนุนวิธีการป้อนข้อมูลเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับกระบวนการออกแบบ ASIC ที่ตามมาทั้งหมด

สถาปัตยกรรมทั่วไปของ ASIC ที่ออกแบบไว้สามารถแสดงในรูปแบบของบล็อกการทำงานที่เชื่อมต่อถึงกันโดยไม่ต้องคำนึงถึงการแบ่งทางกายภาพ บล็อกเหล่านี้สามารถอธิบายได้ในลักษณะที่เหมาะสมกับรายละเอียดของแต่ละฟังก์ชันมากที่สุด ตัวอย่างเช่น ผู้ใช้สามารถอธิบายตรรกะการควบคุมโดยใช้ไดอะแกรมสถานะ บล็อกฟังก์ชันเลขคณิตโดยใช้ไดอะแกรมเส้นทางการประมวลผลข้อมูล และฟังก์ชันอัลกอริทึมใน VHDL คำอธิบายสุดท้ายอาจเป็นการผสมผสานระหว่างทั้งข้อความและสื่อกราฟิก และใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์และการนำ ASIC ไปใช้

ระบบย่อย Logic Assistant จะแปลงข้อมูลจำเพาะที่เป็นผลลัพธ์เป็นโค้ด VHDL เชิงพฤติกรรม รหัสนี้สามารถประมวลผลได้โดยใช้ระบบการสร้างแบบจำลอง VHDL ของบุคคลที่สาม การปรับเปลี่ยนข้อกำหนดในระดับพฤติกรรม ทำให้สามารถทำการเปลี่ยนแปลงและแก้ไขจุดบกพร่องได้ในระยะเริ่มต้นของการออกแบบ

Disign Assistant

เมื่อตรวจสอบข้อกำหนดแล้ว ก็สามารถแสดงบน ASIC ได้ อย่างไรก็ตาม ในขั้นต้น ผู้ใช้ต้องตัดสินใจว่าจะใช้โครงการระดับสูงอย่างไรดีที่สุด รายละเอียดโครงการสามารถจับคู่กับเกทอาร์เรย์หรือไอซีได้ตั้งแต่หนึ่งรายการขึ้นไปตามองค์ประกอบมาตรฐาน

Dising Assistant ช่วยให้ผู้ใช้ประเมินตัวเลือกต่างๆ เพื่อการใช้งานที่เหมาะสมที่สุด ดี.เอ. ตามที่ผู้ใช้กำหนด จะกำหนดขนาดคริสตัลโดยประมาณ วิธีการบรรจุที่เป็นไปได้ การใช้พลังงาน และจำนวนประตูตรรกะโดยประมาณสำหรับแต่ละตัวเลือกการสลายตัวและสำหรับ ASIC แต่ละประเภท

จากนั้น ผู้ใช้สามารถทำการวิเคราะห์แบบ what-if แบบโต้ตอบ สำรวจโซลูชันทางเทคนิคทางเลือกด้วยตัวเลือกการสลายตัวของการออกแบบที่แตกต่างกัน หรือจัดเรียงและย้ายองค์ประกอบมาตรฐานสำหรับกรณีของเกทอาร์เรย์ ด้วยวิธีนี้ ผู้ใช้สามารถค้นหาแนวทางที่เหมาะสมที่สุดที่ตรงตามข้อกำหนดของข้อมูลจำเพาะ

ASIC ซินธิไซเซอร์

หลังจากเลือกตัวเลือกการออกแบบเฉพาะแล้ว คำอธิบายพฤติกรรมจะต้องถูกแปลงเป็นการแทนระดับเกตตรรกะ ขั้นตอนนี้ใช้เวลานานมาก

ที่ระดับเกท สามารถเลือกองค์ประกอบต่อไปนี้เป็นองค์ประกอบโครงสร้างได้: ลอจิกเกท ฟลิปฟลอป และเป็นวิธีอธิบาย - ตารางความจริง สมการลอจิก เมื่อใช้ระดับรีจิสเตอร์ องค์ประกอบโครงสร้างจะเป็น: รีจิสเตอร์ แอดเดอร์ เคาน์เตอร์ มัลติเพล็กเซอร์ และคำอธิบาย - ตารางความจริง ภาษาที่ใช้งานไมโคร ตารางกระโดด

แบบจำลองเชิงตรรกะที่เรียกว่าแบบจำลองเชิงตรรกะ หรือแบบจำลองแบบจำลอง (IM) ได้แพร่หลายในระดับเชิงฟังก์ชันเชิงตรรกะ IM สะท้อนเฉพาะตรรกะภายนอกและคุณลักษณะชั่วคราวของการทำงานของอุปกรณ์ที่ออกแบบ ตามกฎแล้วใน MI การดำเนินการภายในและโครงสร้างภายในไม่ควรคล้ายกับที่มีอยู่ในอุปกรณ์จริง แต่การดำเนินการจำลองและคุณลักษณะชั่วคราวของการทำงาน ในรูปแบบที่สังเกตได้จากภายนอก ใน MI ควรจะเพียงพอกับการดำเนินการที่มีอยู่ในอุปกรณ์จริง

แบบจำลองของขั้นตอนนี้ใช้เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการใช้อัลกอริธึมที่ระบุสำหรับการทำงานของวงจรเชิงหน้าที่หรือเชิงตรรกะ เช่นเดียวกับไดอะแกรมเวลาของอุปกรณ์โดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์เฉพาะและคำนึงถึงคุณสมบัติของฐานองค์ประกอบ .

ทำได้โดยใช้วิธีการสร้างแบบจำลองเชิงตรรกะ การสร้างแบบจำลองเชิงตรรกะหมายถึงการเลียนแบบบนคอมพิวเตอร์ของการทำงานของวงจรการทำงานในแง่ของความก้าวหน้าของข้อมูลที่นำเสนอในรูปแบบของค่าตรรกะ "0" และ "1" จากอินพุตของวงจรไปยังเอาต์พุต การตรวจสอบการทำงานของวงจรลอจิกรวมถึงการตรวจสอบฟังก์ชันลอจิกที่ใช้งานโดยวงจรและการตรวจสอบเวลา (การปรากฏตัวของเส้นทางวิกฤต ความเสี่ยงของความล้มเหลวและการแข่งขันของสัญญาณ) งานหลักที่แก้ไขได้ด้วยความช่วยเหลือของแบบจำลองในระดับนี้คือการตรวจสอบไดอะแกรมการทำงานและแผนผังการวิเคราะห์การทดสอบวินิจฉัย

การออกแบบแผนผังเป็นกระบวนการของการพัฒนาแผนผังไดอะแกรมไฟฟ้า ข้อกำหนดตามข้อกำหนดของการมอบหมายทางเทคนิค อุปกรณ์ที่ออกแบบอาจเป็น: แอนะล็อก (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า แอมพลิฟายเออร์ ฟิลเตอร์ โมดูเลเตอร์ ฯลฯ) ดิจิตอล (วงจรลอจิกต่างๆ) แบบผสม (แอนะล็อก-ดิจิตอล)

ในขั้นตอนการออกแบบแผนผัง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะแสดงที่ระดับแผนผัง องค์ประกอบของระดับนี้เป็นส่วนประกอบแบบแอกทีฟและแบบพาสซีฟ: ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ ทรานซิสเตอร์ ไดโอด ฯลฯ ชิ้นส่วนวงจรทั่วไป (เกท ฟลิปฟล็อป ฯลฯ) สามารถใช้เป็นองค์ประกอบของระดับวงจรได้ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ของผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบเป็นการผสมผสานระหว่างส่วนประกอบในอุดมคติที่สะท้อนโครงสร้างและองค์ประกอบองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบได้อย่างแม่นยำ ส่วนประกอบวงจรในอุดมคติจะถือว่าอธิบายทางคณิตศาสตร์ด้วยพารามิเตอร์และคุณลักษณะที่ระบุ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของส่วนประกอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์คือ ODE ที่เกี่ยวกับตัวแปร ได้แก่ กระแสและแรงดัน แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของอุปกรณ์แสดงด้วยชุดสมการพีชคณิตหรือสมการเชิงอนุพันธ์ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันในส่วนประกอบต่างๆ ของวงจร แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของชิ้นส่วนทั่วไปของวงจรเรียกว่ามาโครโมเดล

ขั้นตอนการออกแบบแผนผังประกอบด้วยขั้นตอนการออกแบบต่อไปนี้:

การสังเคราะห์โครงสร้าง - การสร้างวงจรสมมูลของอุปกรณ์ที่ออกแบบ

· การคำนวณคุณสมบัติคงที่เกี่ยวข้องกับการกำหนดกระแสและแรงดันในโหนดใด ๆ ของวงจร การวิเคราะห์ลักษณะแรงดันกระแสและการศึกษาอิทธิพลของพารามิเตอร์ของส่วนประกอบที่มีต่อพวกเขา

· การคำนวณคุณสมบัติไดนามิกประกอบด้วยการกำหนดพารามิเตอร์เอาต์พุตของวงจรขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ภายในและภายนอก (การวิเคราะห์ตัวแปรเดียว) รวมถึงการประเมินความไวและระดับของการกระจายที่สัมพันธ์กับค่าเล็กน้อยของเอาต์พุต พารามิเตอร์ขึ้นอยู่กับอินพุตและพารามิเตอร์ภายนอกของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ (การวิเคราะห์หลายตัวแปร)

· การเพิ่มประสิทธิภาพ Parametric ซึ่งกำหนดค่าดังกล่าวของพารามิเตอร์ภายในของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ปรับพารามิเตอร์เอาต์พุตให้เหมาะสม

แยกแยะระหว่างการออกแบบจากบนลงล่าง (บนลงล่าง) และการออกแบบจากล่างขึ้นบน (ล่างขึ้นบน) การออกแบบจากบนลงล่างดำเนินการขั้นตอนที่ใช้การแสดงอุปกรณ์ในระดับที่สูงกว่าก่อนขั้นตอนที่ใช้ระดับลำดับชั้นที่ต่ำกว่า ในการออกแบบจากล่างขึ้นบน ลำดับจะกลับกัน

เมื่อดูที่แผนผังโครงการ คุณสามารถชี้ไปที่แนวคิดการออกแบบสองแบบ: จากล่างขึ้นบน (ล่างขึ้นบน) และจากบนลงล่าง (จากบนลงล่าง) ในที่นี้ คำว่า "บน" หมายถึงรากของต้นไม้ และคำว่า "ล่าง" หมายถึงใบไม้ ด้วยการออกแบบจากบนลงล่าง การทำงานสามารถเริ่มต้นได้เมื่อผู้พัฒนารู้เฉพาะหน้าที่ของรูทแล้ว - และเขา (หรือเธอ) อย่างแรกเลย แยกรูทออกเป็นชุดของพื้นฐานระดับล่าง

หลังจากนั้น ผู้พัฒนาจะดำเนินการกับระดับพื้นฐาน และแยกระดับดั้งเดิมของระดับนี้ กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนถึงโหนดปลายสุดของโครงการ ในการจำแนกลักษณะการออกแบบจากบนลงล่าง สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่ารายละเอียดในแต่ละระดับได้รับการปรับให้เหมาะสมตามเกณฑ์วัตถุประสงค์อย่างใดอย่างหนึ่งหรืออย่างอื่น ในที่นี้ความแตกแยกไม่ได้ผูกติดกับกล่องของสิ่งที่มีอยู่แล้ว

คำว่าการออกแบบจากล่างขึ้นบนนั้นไม่ถูกต้องทั้งหมดในแง่ที่ว่ากระบวนการออกแบบยังคงเริ่มต้นด้วยคำจำกัดความของรากของต้นไม้ แต่ในกรณีนี้ พาร์ติชันจะดำเนินการโดยคำนึงถึงส่วนประกอบที่มีอยู่แล้วและสามารถ ใช้เป็นพื้นฐาน กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อแยกออก นักพัฒนาต้องดำเนินการจากส่วนประกอบที่จะแสดงในโหนดปลายสุด ชิ้นส่วนที่ "ต่ำกว่า" เหล่านี้จะได้รับการออกแบบก่อน การออกแบบจากบนลงล่างดูเหมือนจะเป็นแนวทางที่เหมาะสมที่สุด แต่จุดอ่อนของการออกแบบคือส่วนประกอบที่ได้ไม่ใช่ "มาตรฐาน" ซึ่งทำให้ต้นทุนของโครงการเพิ่มขึ้น ดังนั้น การผสมผสานระหว่างวิธีการออกแบบจากล่างขึ้นบนและบนลงล่างจึงดูสมเหตุสมผลที่สุด

วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่คาดว่าจะใช้วิธีการจากบนลงล่าง พวกเขาจะกลายเป็นวิศวกรระบบโดยใช้เวลาส่วนใหญ่ไปกับการออกแบบผลิตภัณฑ์ตามพฤติกรรม

ปัจจุบัน การออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ดำเนินการตามวิธีการจากล่างขึ้นบน โดยขั้นตอนแรกในกระบวนการออกแบบมักจะป้อนคำอธิบายของวงจรที่ระดับโครงสร้าง (ชัดเจนที่ระดับของ IC และส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่อง) หลังจากกำหนดโครงสร้างแล้ว จะมีการแนะนำคำอธิบายพฤติกรรมของระบบนี้ในภาษาหนึ่งหรือภาษาอื่นเพื่ออธิบายอุปกรณ์นี้และดำเนินการมอดูเลต ในกรณีนี้ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของโครงการจะดำเนินการด้วยตนเอง กล่าวคือ โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือออกแบบ

ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของระบบที่ออกแบบนำไปสู่ความจริงที่ว่านักพัฒนาแทบจะสูญเสียความสามารถในการวิเคราะห์โครงการอย่างสังหรณ์ใจ นั่นคือเพื่อประเมินคุณภาพและลักษณะของข้อกำหนดการออกแบบระบบ และการสร้างแบบจำลองในระดับระบบโดยใช้แบบจำลองทางสถาปัตยกรรม (เป็นขั้นตอนแรกในกระบวนการออกแบบจากบนลงล่าง) ให้โอกาสดังกล่าว

ในกรณีของการออกแบบจากบนลงล่าง ขั้นตอนการออกแบบจากล่างขึ้นบนสองขั้นตอนที่อธิบายไว้ข้างต้นจะดำเนินการในลำดับที่กลับกัน การออกแบบจากบนลงล่างมุ่งเน้นไปที่การแสดงพฤติกรรมของระบบที่กำลังพัฒนา มากกว่าการนำเสนอทางกายภาพหรือเชิงโครงสร้าง โดยธรรมชาติแล้ว ผลลัพธ์สุดท้ายของการออกแบบจากบนลงล่างก็คือการแสดงโครงสร้างหรือแผนผังของโครงการ

ประเด็นคือการออกแบบจากบนลงล่างต้องใช้โมเดลสถาปัตยกรรมระบบ และการออกแบบจากล่างขึ้นบนต้องใช้โมเดลโครงสร้าง

ประโยชน์ที่ได้รับ (สำหรับระบบ CAD ทั้งหมด):

1) วิธีการออกแบบจากบนลงล่างทำหน้าที่เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการออกแบบคู่ขนาน: การพัฒนาระบบย่อยของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ร่วมกัน

2) การดำเนินการตามวิธีการออกแบบจากบนลงล่างนั้นอำนวยความสะดวกด้วยการสังเคราะห์เชิงตรรกะ เครื่องมือเหล่านี้จัดเตรียมการแปลงสูตรตรรกะเป็นคำอธิบายที่เข้าใจได้จริงของระดับของประตูตรรกะ

ด้วยเหตุนี้:

การใช้งานทางกายภาพนั้นง่ายขึ้น

ใช้เวลาออกแบบอย่างมีประสิทธิภาพ

ใช้เทมเพลตเทคโนโลยีอย่างมีประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม สำหรับโปรเจ็กต์ที่ซับซ้อนซึ่งมีสเกลของลอจิกเกตหลายแสนเกต ขอแนะนำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ทั่วโลกผ่านการสร้างแบบจำลองและการวิเคราะห์ระดับระบบ

3) วิธีการออกแบบจากบนลงล่างขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าข้อกำหนดของโครงการถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติตามข้อกำหนดการทำงานเริ่มต้น เป็นข้อกำหนดด้านการทำงานที่เป็นองค์ประกอบเริ่มต้นในการออกแบบระบบที่ซับซ้อน ด้วยเหตุนี้วิธีการดังกล่าวจึงสามารถลดโอกาสที่ระบบไม่ทำงานได้ ในหลายกรณี ความล้มเหลวของระบบที่ออกแบบนั้นเกิดจากการไม่ตรงกันระหว่างข้อกำหนดด้านฟังก์ชันและข้อกำหนดการออกแบบ

4) ประโยชน์ที่เป็นไปได้อีกประการของการออกแบบจากบนลงล่างคือช่วยให้สามารถพัฒนาการทดสอบที่มีประสิทธิภาพสำหรับการตรวจสอบการออกแบบและการตรวจสอบ รวมทั้งเวกเตอร์ทดสอบสำหรับการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้น

5) ผลลัพธ์ของการสร้างแบบจำลองในระดับระบบสามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการประเมินเชิงปริมาณของโครงการอยู่แล้วในขั้นเริ่มต้นของการออกแบบ ในขั้นตอนต่อมา จำเป็นต้องมีการสร้างแบบจำลองระดับเกตตรรกะสำหรับการตรวจสอบการออกแบบและการตรวจสอบ สภาพแวดล้อมการออกแบบที่เป็นเนื้อเดียวกันจะช่วยให้คุณสามารถเปรียบเทียบผลการจำลองที่ได้รับในขั้นตอนแรกและขั้นตอนต่อมาของการออกแบบ

บทคัดย่อที่คล้ายกัน:

ข้อมูลเบื้องต้น โครงสร้างทั่วไป และขั้นตอนหลักของการออกแบบระบบการมองเห็น การพิจารณาฟังก์ชันและการใช้งานตามไมโครโปรเซสเซอร์ KR1810 ชิปเดี่ยว การพัฒนาฮาร์ดแวร์และการคำนวณรันไทม์ของโปรแกรม

ลักษณะของแพ็คเกจแอปพลิเคชัน CAD ศึกษาลักษณะเฉพาะของการทำงานของระบบ SCADA ซึ่งสามารถเร่งกระบวนการสร้างซอฟต์แวร์ระดับบนสุดได้อย่างมีนัยสำคัญ การวิเคราะห์กล่องเครื่องมือการเก็บข้อมูล Genie และการควบคุมการพัฒนาแอปพลิเคชัน

ศึกษาลักษณะทางเทคนิคและองค์ประกอบของฐานองค์ประกอบของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ การพัฒนาเครื่องจ่ายสัญญาณนาฬิกาแบบพัลส์ การสังเคราะห์ตัวเลือกการนำโหนดไปใช้ในระดับของวงจรการทำงานโดยใช้เทคนิคการออกแบบที่เป็นทางการและแบบศึกษาสำนึก

การวิเคราะห์ตัวเลือกสำหรับการใช้วงจรเชิงผสมสำหรับวงจรรวมตรรกะแบบตั้งโปรแกรมได้ประเภทต่างๆ (FPGA) ความเป็นไปได้ของแพ็คเกจซอฟต์แวร์ Decomposer และ WebPACK ISE คำอธิบายของ adder ใน VHDL การสังเคราะห์โดยใช้แพ็คเกจ Decomposer

ไดอะแกรมทั่วไปของกระบวนการออกแบบอัตโนมัติสำหรับ RES การจำแนกประเภทของงานออกแบบได้รับการแก้ไขในกระบวนการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุ โครงสร้าง CAD, ซอฟต์แวร์, การสนับสนุนทางภาษา ภาษาสนทนา ความหลากหลายและประเภท

การออกแบบที่ทันสมัย วิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์และลักษณะ วิธีการที่มีอยู่การออกแบบของพวกเขา มาตรฐานของรัฐการลงทะเบียนเอกสารการออกแบบ การบัญชี และการจัดเก็บในสำนักเอกสารทางเทคนิค ประเภทของผู้ให้บริการข้อมูล

วิธีและขั้นตอนการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ บทบาทของภาษาโปรแกรมใน ระบบอัตโนมัติอา การออกแบบเครื่อง คำอธิบายสั้น ๆ ของคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการแก้ปัญหาการออกแบบระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

การออกแบบอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ของรีจิสเตอร์รีจิสเตอร์รีจิสเตอร์แบบซิงโครนัสแบบแปดบิตและวงจรสเกลแบบย้อนกลับแบบซิงโครนัส การออกแบบและการคำนวณอุปกรณ์ทริกเกอร์ การสังเคราะห์โครงสร้างของอุปกรณ์ที่ออกแบบ

ศึกษาหลักการพื้นฐานของการสร้างฐานข้อมูล - การรวบรวมข้อมูลที่มีชื่อซึ่งสะท้อนถึงสถานะของวัตถุและความสัมพันธ์ในสาขาวิชาที่พิจารณา ระบบจัดการฐานข้อมูล. แนวคิดสำหรับขั้นตอนการก่อสร้างและการออกแบบ

เครื่องมือซอฟต์แวร์สำหรับการออกแบบอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุ ความสามารถทางเทคนิคหลักของโปรแกรม ไมโครซอฟ เวิร์ด... ลักษณะเปรียบเทียบของโปรแกรมสำหรับการคำนวณทางคณิตศาสตร์ โปรแกรมสำหรับกระบวนการสร้างแบบจำลองในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

หลักการออกแบบวิธีการทางเทคนิคที่ซับซ้อนของระบบควบคุมอัตโนมัติ ข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์พิเศษและค่าใช้จ่ายในการดำเนินการ อุปกรณ์สำหรับเข้ารหัสข้อมูลกราฟิก พล็อตเตอร์และป้ายบอกคะแนน

สาระสำคัญของเทคนิคการออกแบบวงจรของทริกเกอร์ ขั้นตอนการสังเคราะห์นามธรรมและโครงสร้าง ตารางคุณลักษณะของฟังก์ชันกระตุ้น RS flip-flop การออกแบบ PCB ระบบ P-CAD และการกำหนดองค์ประกอบแบบกราฟิกทั่วไป

การพัฒนาการสื่อสารด้วยคอมพิวเตอร์ ข้อกำหนดสำหรับข้อมูลทางเศรษฐกิจ คุณสมบัติของกระบวนการข้อมูลในองค์กร ปัญหาการใช้งาน เทคโนโลยีสารสนเทศในแวดวงมนุษยธรรม วิธีการสำรวจข้อมูลโดยองค์กร

วิธีอัลกอริธึมใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดและคำนวณพารามิเตอร์ของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของส่วนประกอบวิทยุในระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ใช้สำหรับการออกแบบ

การเพิ่มประสิทธิภาพของการจัดการในด้านต่าง ๆ ของกิจกรรมของมนุษย์ การจำแนกประเภทของระบบการจัดการข้อมูลอัตโนมัติ วิธีการออกแบบและขั้นตอนการพัฒนา แบบแผนโครงสร้าง, จำนวนหน่วยความจำ อุปกรณ์สำหรับส่งออกและแสดงข้อมูล

ส่งงานที่ดีของคุณในฐานความรู้เป็นเรื่องง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงานจะขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

ทดสอบ ในหัวข้อนี้:

ขั้นตอนการออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์

โซลูชันการออกแบบ - คำอธิบายขั้นกลางของวัตถุที่ออกแบบซึ่งได้รับในระดับลำดับชั้นหนึ่งหรือระดับอื่นอันเป็นผลมาจากขั้นตอน (ระดับที่สอดคล้องกัน)

ขั้นตอนการออกแบบเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการออกแบบ ตัวอย่างของขั้นตอนการออกแบบคือการสังเคราะห์ไดอะแกรมการทำงานของอุปกรณ์ที่ออกแบบ การสร้างแบบจำลอง การตรวจสอบ การกำหนดเส้นทางของการเชื่อมต่อระหว่างกัน แผงวงจรพิมพ์ฯลฯ

การออกแบบโรงไฟฟ้าแบ่งออกเป็นขั้นตอน ขั้นตอนคือลำดับขั้นตอนการออกแบบ ลำดับขั้นตอนการออกแบบทั่วไปมีดังนี้:

การเตรียมข้อกำหนดทางเทคนิค

อินพุตโครงการ

การออกแบบสถาปัตยกรรม

การออกแบบเชิงฟังก์ชันและเชิงตรรกะ

การออกแบบวงจร

การออกแบบทอพอโลยี

การผลิตต้นแบบ

การกำหนดคุณสมบัติของอุปกรณ์

การร่างข้อกำหนดทางเทคนิค กำหนดข้อกำหนดสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบคุณลักษณะและงานด้านเทคนิคสำหรับการออกแบบ

อินพุตโครงการ ขั้นตอนการออกแบบแต่ละขั้นตอนมีวิธีป้อนข้อมูลของตัวเอง นอกจากนี้ ระบบเครื่องมือจำนวนมากยังให้วิธีการอธิบายโครงการได้มากกว่าหนึ่งวิธี

โปรแกรมแก้ไขกราฟิกและข้อความระดับสูงของคำอธิบายโครงการมีประสิทธิภาพ ระบบที่ทันสมัยออกแบบ. โปรแกรมแก้ไขเหล่านี้ช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถวาดแผนภาพบล็อกของระบบขนาดใหญ่ กำหนดแบบจำลองให้กับแต่ละบล็อก และเชื่อมต่อระหว่างกันผ่านบัสและเส้นทางสัญญาณ บรรณาธิการมักจะเชื่อมโยงคำอธิบายที่เป็นข้อความของบล็อกและการเชื่อมต่อกับกราฟิกที่เกี่ยวข้องโดยอัตโนมัติ ดังนั้นจึงเป็นการจำลองระบบที่ครอบคลุม ซึ่งช่วยให้วิศวกรระบบไม่สามารถเปลี่ยนแปลงวิธีการทำงาน: คุณยังสามารถคิด ร่างแผนผังลำดับงานของโปรเจ็กต์ของคุณราวกับเขียนบนกระดาษ ขณะเดียวกัน ข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับระบบก็จะถูกป้อนและสะสมไปด้วย

สมการลอจิกหรือไดอะแกรมวงจรมักถูกใช้อย่างดีเพื่ออธิบายตรรกะการเทียบท่าพื้นฐาน

ตารางความจริงมีประโยชน์สำหรับการอธิบายตัวถอดรหัสหรือบล็อกตรรกะง่ายๆ อื่นๆ

ภาษาคำอธิบายฮาร์ดแวร์ที่มีโครงสร้างเช่นเครื่องของรัฐมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการแสดงบล็อกการทำงานเชิงตรรกะที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นบล็อกควบคุม

การออกแบบสถาปัตยกรรม แสดงถึงการออกแบบ EI จนถึงระดับการส่งสัญญาณไปยัง CPU และหน่วยความจำ หน่วยความจำ และประสิทธิภาพ ในขั้นตอนนี้ องค์ประกอบของอุปกรณ์โดยรวมจะถูกกำหนด ส่วนประกอบหลักของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์จะถูกกำหนด

เหล่านั้น. การออกแบบระบบทั้งหมดด้วยการนำเสนอระดับสูงเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการแก้ปัญหาทางสถาปัตยกรรม ตามกฎแล้วในกรณีที่มีการพัฒนาระบบใหม่โดยพื้นฐานและจำเป็นต้องศึกษาปัญหาสถาปัตยกรรมทั้งหมดอย่างรอบคอบ

ในหลายกรณี การออกแบบระบบที่สมบูรณ์จำเป็นต้องมีการรวมส่วนประกอบและเอฟเฟกต์ที่ไม่ใช่ทางไฟฟ้าไว้ในโครงสร้าง เพื่อที่จะทดสอบพวกมันในคอมเพล็กซ์การสร้างแบบจำลองเดียว

เนื่องจากมีการใช้องค์ประกอบของระดับนี้: โปรเซสเซอร์, หน่วยความจำ, คอนโทรลเลอร์, บัส ในการสร้างแบบจำลองและการสร้างแบบจำลองระบบ จะใช้วิธีการของทฤษฎีกราฟ ทฤษฎีเซต ทฤษฎีกระบวนการของมาร์คอฟ ทฤษฎีการจัดคิว ตลอดจนวิธีการทางตรรกะและคณิตศาสตร์ในการอธิบายการทำงานของระบบ

ในทางปฏิบัติ ควรสร้างสถาปัตยกรรมระบบแบบกำหนดพารามิเตอร์ และเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการกำหนดค่า ดังนั้น โมเดลที่เกี่ยวข้องจึงต้องมีการกำหนดพารามิเตอร์ด้วย พารามิเตอร์การกำหนดค่าของโมเดลสถาปัตยกรรมกำหนดฟังก์ชันที่จะนำไปใช้ในฮาร์ดแวร์และในซอฟต์แวร์ ตัวเลือกการกำหนดค่าบางอย่างสำหรับฮาร์ดแวร์ ได้แก่:

จำนวน ความกว้างบิต และ ปริมาณงานระบบบัส;

เวลาเข้าถึงหน่วยความจำ

ขนาดแคช

จำนวนโปรเซสเซอร์ พอร์ต รีจิสเตอร์บล็อก

ความจุของบัฟเฟอร์การถ่ายโอนข้อมูล

และพารามิเตอร์การกำหนดค่าซอฟต์แวร์ ได้แก่ :

พารามิเตอร์ตัวกำหนดตารางเวลา

ลำดับความสำคัญของงาน

ช่วงการกำจัดขยะ

ช่วง CPU สูงสุดที่อนุญาตสำหรับโปรแกรม

พารามิเตอร์ของระบบย่อยการจัดการหน่วยความจำ (ขนาดหน้า ขนาดเซ็กเมนต์ เช่นเดียวกับการกระจายไฟล์บนดิสก์เซกเตอร์

พารามิเตอร์การกำหนดค่าสื่อ:

ค่าของช่วงเวลาหมดเวลา;

ขนาดชิ้นส่วน;

พารามิเตอร์โปรโตคอลสำหรับการตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาด

ข้าว. 1 - ลำดับขั้นตอนการออกแบบสำหรับขั้นตอนการออกแบบสถาปัตยกรรม

ในการออกแบบเชิงโต้ตอบที่ระดับระบบ ขั้นแรกจะแนะนำคุณสมบัติการใช้งานของระดับระบบในรูปแบบของไดอะแกรมการไหลของข้อมูล และเลือกประเภทของส่วนประกอบสำหรับการใช้งานฟังก์ชันต่างๆ (รูปที่ 1) งานหลักที่นี่คือการพัฒนาสถาปัตยกรรมระบบที่จะตอบสนองความต้องการด้านการทำงาน ความเร็ว และต้นทุนที่กำหนด ข้อผิดพลาดในระดับสถาปัตยกรรมมีราคาแพงกว่าการตัดสินใจระหว่างการใช้งานจริง

แบบจำลองทางสถาปัตยกรรมมีความสำคัญและสะท้อนถึงตรรกะของพฤติกรรมของระบบและลักษณะเฉพาะชั่วขณะ ซึ่งทำให้สามารถระบุปัญหาในการใช้งานได้ มีคุณสมบัติที่สำคัญสี่ประการ:

พวกเขาแสดงการทำงานของส่วนประกอบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์อย่างถูกต้องโดยใช้นามธรรมข้อมูลระดับสูงในรูปแบบของสตรีมข้อมูล

แบบจำลองทางสถาปัตยกรรมแสดงถึงเทคโนโลยีการนำไปใช้ในรูปของพารามิเตอร์ชั่วคราวอย่างเป็นนามธรรม เทคโนโลยีเฉพาะการใช้งานกำหนดค่าเฉพาะสำหรับพารามิเตอร์เหล่านี้

โมเดลสถาปัตยกรรมประกอบด้วยแผนผังที่อนุญาตให้บล็อกการทำงานจำนวนมากแบ่งปัน (แชร์) ส่วนประกอบ

โมเดลเหล่านี้ต้องกำหนดพารามิเตอร์ได้ พิมพ์ และนำกลับมาใช้ใหม่ได้

การสร้างแบบจำลองในระดับระบบช่วยให้นักพัฒนาสามารถประเมินตัวเลือกทางเลือกสำหรับการออกแบบระบบในแง่ของความสัมพันธ์ ฟังก์ชั่นตัวชี้วัดประสิทธิภาพและต้นทุน

ระบบเครื่องมือออกแบบจากบนลงล่าง (ASIC Navigator, Compass Disign Automation) สำหรับ ASIC และระบบ

ความพยายามที่จะปลดปล่อยวิศวกรจากการออกแบบที่ระดับเกท

ผู้ช่วยลอจิก

ผู้ช่วยออกแบบ;

ASIC Synthesizez (ซินธิไซเซอร์ ASIC);

เป็นสภาพแวดล้อมการออกแบบและการวิเคราะห์แบบครบวงจร ให้คุณสร้างข้อกำหนด ASIC ได้โดยการป้อนคำอธิบายแบบกราฟิกและข้อความของการออกแบบของคุณ ผู้ใช้สามารถอธิบายโปรเจ็กต์ของตนโดยใช้วิธีการป้อนข้อมูลระดับสูงส่วนใหญ่ รวมถึงผังงาน สูตรบูลีน ไดอะแกรมสถานะ คำสั่ง VHDL และ Verilog และอื่นๆ ซอฟต์แวร์ระบบจะสนับสนุนวิธีการป้อนข้อมูลเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับกระบวนการออกแบบ ASIC ที่ตามมาทั้งหมด

สถาปัตยกรรมทั่วไปของ ASIC ที่ออกแบบไว้สามารถแสดงในรูปแบบของบล็อกการทำงานที่เชื่อมต่อถึงกันโดยไม่ต้องคำนึงถึงการแบ่งทางกายภาพ บล็อกเหล่านี้สามารถอธิบายได้ในลักษณะที่เหมาะสมกับรายละเอียดของแต่ละฟังก์ชันมากที่สุด ตัวอย่างเช่น ผู้ใช้สามารถอธิบายตรรกะการควบคุมโดยใช้ไดอะแกรมสถานะ บล็อกฟังก์ชันเลขคณิตโดยใช้ไดอะแกรมเส้นทางการประมวลผลข้อมูล และฟังก์ชันอัลกอริทึมใน VHDL คำอธิบายสุดท้ายอาจเป็นการผสมผสานระหว่างทั้งข้อความและสื่อกราฟิก และใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์และการนำ ASIC ไปใช้

ระบบย่อย Logic Assistant จะแปลงข้อมูลจำเพาะที่เป็นผลลัพธ์เป็นโค้ด VHDL เชิงพฤติกรรม รหัสนี้สามารถประมวลผลได้โดยใช้ระบบการสร้างแบบจำลอง VHDL ของบุคคลที่สาม การปรับเปลี่ยนข้อกำหนดในระดับพฤติกรรมทำให้สามารถเปลี่ยนแปลงและแก้ไขข้อบกพร่องได้ ระยะเริ่มต้นออกแบบ.

Disign Assistant

เมื่อตรวจสอบข้อกำหนดแล้ว ก็สามารถแสดงบน ASIC ได้ อย่างไรก็ตาม ในขั้นต้น ผู้ใช้ต้องตัดสินใจว่าจะใช้โครงการระดับสูงอย่างไรดีที่สุด รายละเอียดโครงการสามารถจับคู่กับเกทอาร์เรย์หรือไอซีได้ตั้งแต่หนึ่งรายการขึ้นไปตามองค์ประกอบมาตรฐาน

Dising Assistant ช่วยให้ผู้ใช้ประเมินตัวเลือกต่างๆ เพื่อการใช้งานที่เหมาะสมที่สุด ดี.เอ. กำหนดขนาดคริสตัลโดยประมาณตามที่ผู้ใช้กำหนด วิธีที่เป็นไปได้บรรจุภัณฑ์ การใช้พลังงาน และจำนวนลอจิกเกตโดยประมาณสำหรับตัวเลือกการสลายตัวแต่ละแบบและสำหรับ ASIC แต่ละประเภท

จากนั้น ผู้ใช้สามารถทำการวิเคราะห์แบบ what-if แบบโต้ตอบ สำรวจโซลูชันทางเทคนิคทางเลือกด้วยตัวเลือกการสลายตัวของการออกแบบที่แตกต่างกัน หรือจัดเรียงและย้ายองค์ประกอบมาตรฐานสำหรับกรณีของเกทอาร์เรย์ ด้วยวิธีนี้ ผู้ใช้สามารถค้นหาแนวทางที่เหมาะสมที่สุดที่ตรงตามข้อกำหนดของข้อมูลจำเพาะ

ASIC ซินธิไซเซอร์

หลังจากเลือกตัวเลือกการออกแบบเฉพาะแล้ว คำอธิบายพฤติกรรมจะต้องถูกแปลงเป็นการแทนระดับเกตตรรกะ ขั้นตอนนี้ใช้เวลานานมาก

ที่ระดับเกท สามารถเลือกองค์ประกอบต่อไปนี้เป็นองค์ประกอบโครงสร้างได้: ลอจิกเกท ฟลิปฟลอป และเป็นวิธีอธิบาย - ตารางความจริง สมการลอจิก เมื่อใช้ระดับรีจิสเตอร์ องค์ประกอบโครงสร้างจะเป็น: รีจิสเตอร์ แอดเดอร์ เคาน์เตอร์ มัลติเพล็กเซอร์ และคำอธิบาย - ตารางความจริง ภาษาที่ใช้งานไมโคร ตารางกระโดด

แบบจำลองเชิงตรรกะที่เรียกว่าแบบจำลองเชิงตรรกะ หรือแบบจำลองแบบจำลอง (IM) ได้แพร่หลายในระดับเชิงฟังก์ชันเชิงตรรกะ IM สะท้อนเฉพาะตรรกะภายนอกและคุณลักษณะชั่วคราวของการทำงานของอุปกรณ์ที่ออกแบบ ตามกฎแล้วใน MI การดำเนินการภายในและโครงสร้างภายในไม่ควรคล้ายกับที่มีอยู่ในอุปกรณ์จริง แต่การดำเนินการจำลองและคุณลักษณะชั่วคราวของการทำงาน ในรูปแบบที่สังเกตได้จากภายนอก ใน MI ควรจะเพียงพอกับการดำเนินการที่มีอยู่ในอุปกรณ์จริง

แบบจำลองของขั้นตอนนี้ใช้เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการใช้อัลกอริธึมที่ระบุสำหรับการทำงานของวงจรเชิงหน้าที่หรือเชิงตรรกะ เช่นเดียวกับไดอะแกรมเวลาของอุปกรณ์โดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์เฉพาะและคำนึงถึงคุณสมบัติของฐานองค์ประกอบ .

ทำได้โดยใช้วิธีการสร้างแบบจำลองเชิงตรรกะ การสร้างแบบจำลองเชิงตรรกะหมายถึงการเลียนแบบบนคอมพิวเตอร์ของการทำงานของวงจรการทำงานในแง่ของความก้าวหน้าของข้อมูลที่นำเสนอในรูปแบบของค่าตรรกะ "0" และ "1" จากอินพุตของวงจรไปยังเอาต์พุต การตรวจสอบการทำงานของวงจรลอจิกรวมถึงการตรวจสอบฟังก์ชันลอจิกที่ใช้งานโดยวงจรและการตรวจสอบเวลา (การปรากฏตัวของเส้นทางวิกฤต ความเสี่ยงของความล้มเหลวและการแข่งขันของสัญญาณ) งานหลักที่แก้ไขโดยใช้แบบจำลองระดับนี้คือการตรวจสอบการทำงานและ แผนผังไดอะแกรม, การวิเคราะห์การทดสอบวินิจฉัย

การออกแบบแผนผังเป็นกระบวนการของการพัฒนาแผนผังไดอะแกรมไฟฟ้า ข้อกำหนดตามข้อกำหนดของการมอบหมายทางเทคนิค อุปกรณ์ที่ออกแบบอาจเป็น: แอนะล็อก (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า แอมพลิฟายเออร์ ฟิลเตอร์ โมดูเลเตอร์ ฯลฯ) ดิจิตอล (วงจรลอจิกต่างๆ) แบบผสม (แอนะล็อก-ดิจิตอล)

ในขั้นตอนการออกแบบแผนผัง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะแสดงที่ระดับแผนผัง องค์ประกอบของระดับนี้เป็นส่วนประกอบแบบแอกทีฟและแบบพาสซีฟ: ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ ทรานซิสเตอร์ ไดโอด ฯลฯ ชิ้นส่วนวงจรทั่วไป (เกท ฟลิปฟล็อป ฯลฯ) สามารถใช้เป็นองค์ประกอบของระดับวงจรได้ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ของผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบเป็นการผสมผสานระหว่างส่วนประกอบในอุดมคติที่สะท้อนโครงสร้างและองค์ประกอบองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบได้อย่างแม่นยำ ส่วนประกอบวงจรในอุดมคติจะถือว่าอธิบายทางคณิตศาสตร์ด้วยพารามิเตอร์และคุณลักษณะที่ระบุ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของส่วนประกอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์คือ ODE ที่เกี่ยวกับตัวแปร ได้แก่ กระแสและแรงดัน แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของอุปกรณ์แสดงด้วยชุดสมการพีชคณิตหรือสมการเชิงอนุพันธ์ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันในส่วนประกอบต่างๆ ของวงจร แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของชิ้นส่วนทั่วไปของวงจรเรียกว่ามาโครโมเดล

ขั้นตอนการออกแบบแผนผังประกอบด้วยขั้นตอนการออกแบบต่อไปนี้:

การสังเคราะห์โครงสร้าง - การสร้างวงจรสมมูลของอุปกรณ์ที่ออกแบบ

การคำนวณลักษณะคงที่เกี่ยวข้องกับการกำหนดกระแสและแรงดันไฟฟ้าในโหนดใด ๆ ของวงจร การวิเคราะห์ลักษณะแรงดันกระแสและการศึกษาอิทธิพลของพารามิเตอร์ของส่วนประกอบที่มีต่อพวกเขา

การคำนวณลักษณะไดนามิกประกอบด้วยการกำหนดพารามิเตอร์เอาต์พุตของวงจรขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์ภายในและภายนอก (การวิเคราะห์ตัวแปรเดียว) รวมถึงการประเมินความไวและระดับของการกระจายที่สัมพันธ์กับค่าเล็กน้อยของ พารามิเตอร์เอาต์พุตขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์อินพุตและภายนอกของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ (การวิเคราะห์หลายตัวแปร)

การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์ซึ่งกำหนดค่าของพารามิเตอร์ภายในของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ปรับพารามิเตอร์เอาต์พุตให้เหมาะสม

แยกแยะระหว่างการออกแบบจากบนลงล่าง (บนลงล่าง) และการออกแบบจากล่างขึ้นบน (ล่างขึ้นบน) การออกแบบจากบนลงล่างดำเนินการขั้นตอนที่ใช้การแสดงอุปกรณ์ในระดับที่สูงกว่าก่อนขั้นตอนที่ใช้ระดับลำดับชั้นที่ต่ำกว่า ในการออกแบบจากล่างขึ้นบน ลำดับจะกลับกัน

เมื่อดูที่แผนผังโครงการ คุณสามารถชี้ไปที่แนวคิดการออกแบบสองแบบ: จากล่างขึ้นบน (ล่างขึ้นบน) และจากบนลงล่าง (จากบนลงล่าง) ในที่นี้ คำว่า "บน" หมายถึงรากของต้นไม้ และคำว่า "ล่าง" หมายถึงใบไม้ ด้วยการออกแบบจากบนลงล่าง การทำงานสามารถเริ่มต้นได้เมื่อผู้พัฒนารู้เฉพาะหน้าที่ของรูทแล้ว - และเขา (หรือเธอ) อย่างแรกเลย แยกรูทออกเป็นชุดของพื้นฐานระดับล่าง

หลังจากนั้น ผู้พัฒนาจะดำเนินการกับระดับพื้นฐาน และแยกระดับดั้งเดิมของระดับนี้ กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนถึงโหนดปลายสุดของโครงการ ในการจำแนกลักษณะการออกแบบจากบนลงล่าง สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่ารายละเอียดในแต่ละระดับได้รับการปรับให้เหมาะสมตามเกณฑ์วัตถุประสงค์อย่างใดอย่างหนึ่งหรืออย่างอื่น ในที่นี้ความแตกแยกไม่ได้ผูกติดกับกล่องของสิ่งที่มีอยู่แล้ว

คำว่าการออกแบบจากล่างขึ้นบนนั้นไม่ถูกต้องทั้งหมดในแง่ที่ว่ากระบวนการออกแบบยังคงเริ่มต้นด้วยคำจำกัดความของรากของต้นไม้ แต่ในกรณีนี้ พาร์ติชันจะดำเนินการโดยคำนึงถึงส่วนประกอบที่มีอยู่แล้วและสามารถ ใช้เป็นพื้นฐาน กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อแยกออก นักพัฒนาต้องดำเนินการจากส่วนประกอบที่จะแสดงในโหนดปลายสุด ชิ้นส่วนที่ "ต่ำกว่า" เหล่านี้จะได้รับการออกแบบก่อน การออกแบบจากบนลงล่างดูเหมือนจะเป็นแนวทางที่เหมาะสมที่สุด แต่จุดอ่อนของการออกแบบคือส่วนประกอบที่ได้ไม่ใช่ "มาตรฐาน" ซึ่งทำให้ต้นทุนของโครงการเพิ่มขึ้น ดังนั้น การผสมผสานระหว่างวิธีการออกแบบจากล่างขึ้นบนและบนลงล่างจึงดูสมเหตุสมผลที่สุด

วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่คาดว่าจะใช้วิธีการจากบนลงล่าง พวกเขาจะกลายเป็นวิศวกรระบบโดยใช้เวลาส่วนใหญ่ไปกับการออกแบบผลิตภัณฑ์ตามพฤติกรรม

ปัจจุบัน การออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ดำเนินการตามวิธีการจากล่างขึ้นบน โดยขั้นตอนแรกในกระบวนการออกแบบมักจะป้อนคำอธิบายของวงจรที่ระดับโครงสร้าง (ชัดเจนที่ระดับของ IC และส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่อง) หลังจากกำหนดโครงสร้างแล้ว จะมีการแนะนำคำอธิบายพฤติกรรมของระบบนี้ในภาษาหนึ่งหรือภาษาอื่นเพื่ออธิบายอุปกรณ์นี้และดำเนินการมอดูเลต ในกรณีนี้ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของโครงการจะดำเนินการด้วยตนเอง กล่าวคือ โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือออกแบบ

ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของระบบที่ออกแบบนำไปสู่ความจริงที่ว่านักพัฒนาแทบจะสูญเสียความสามารถในการวิเคราะห์โครงการอย่างสังหรณ์ใจ นั่นคือเพื่อประเมินคุณภาพและลักษณะของข้อกำหนดการออกแบบระบบ และการสร้างแบบจำลองในระดับระบบโดยใช้แบบจำลองทางสถาปัตยกรรม (เป็นขั้นตอนแรกในกระบวนการออกแบบจากบนลงล่าง) ให้โอกาสดังกล่าว

ในกรณีของการออกแบบจากบนลงล่าง ขั้นตอนการออกแบบจากล่างขึ้นบนสองขั้นตอนที่อธิบายไว้ข้างต้นจะดำเนินการในลำดับที่กลับกัน การออกแบบจากบนลงล่างมุ่งเน้นไปที่การแสดงพฤติกรรมของระบบที่กำลังพัฒนา มากกว่าการนำเสนอทางกายภาพหรือเชิงโครงสร้าง โดยธรรมชาติแล้ว ผลลัพธ์สุดท้ายของการออกแบบจากบนลงล่างก็คือการแสดงโครงสร้างหรือแผนผังของโครงการ

ประเด็นคือการออกแบบจากบนลงล่างต้องใช้โมเดลสถาปัตยกรรมระบบ และการออกแบบจากล่างขึ้นบนต้องใช้โมเดลโครงสร้าง

ประโยชน์ที่ได้รับ (สำหรับระบบ CAD ทั้งหมด):

1) วิธีการออกแบบจากบนลงล่างทำหน้าที่เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการออกแบบคู่ขนาน: การพัฒนาระบบย่อยของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ร่วมกัน

2) การดำเนินการตามวิธีการออกแบบจากบนลงล่างนั้นอำนวยความสะดวกด้วยการสังเคราะห์เชิงตรรกะ เครื่องมือเหล่านี้จัดเตรียมการแปลงสูตรตรรกะเป็นคำอธิบายที่เข้าใจได้จริงของระดับของประตูตรรกะ

ด้วยเหตุนี้:

ลดความซับซ้อนของการใช้งานทางกายภาพ

ใช้เวลาออกแบบอย่างมีประสิทธิภาพ

ใช้เทมเพลตเทคโนโลยีอย่างมีประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม สำหรับโปรเจ็กต์ที่ซับซ้อนซึ่งมีสเกลของลอจิกเกตหลายแสนเกต ขอแนะนำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ทั่วโลกผ่านการสร้างแบบจำลองและการวิเคราะห์ระดับระบบ

3) วิธีการออกแบบจากบนลงล่างขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าข้อกำหนดของโครงการถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติตามข้อกำหนดการทำงานเริ่มต้น เป็นข้อกำหนดด้านการทำงานที่เป็นองค์ประกอบเริ่มต้นในการออกแบบระบบที่ซับซ้อน ด้วยเหตุนี้วิธีการดังกล่าวจึงสามารถลดโอกาสที่ระบบไม่ทำงานได้ ในหลายกรณี ความล้มเหลวของระบบที่ออกแบบนั้นเกิดจากการไม่ตรงกันระหว่างข้อกำหนดด้านฟังก์ชันและข้อกำหนดการออกแบบ

4) ประโยชน์ที่เป็นไปได้อีกประการของการออกแบบจากบนลงล่างคือช่วยให้สามารถพัฒนาการทดสอบที่มีประสิทธิภาพสำหรับการตรวจสอบการออกแบบและการตรวจสอบ รวมทั้งเวกเตอร์ทดสอบสำหรับการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้น

5) ผลลัพธ์ของการสร้างแบบจำลองในระดับระบบสามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการประเมินเชิงปริมาณของโครงการอยู่แล้วในขั้นเริ่มต้นของการออกแบบ ในขั้นตอนต่อมา จำเป็นต้องมีการสร้างแบบจำลองระดับเกตตรรกะสำหรับการตรวจสอบการออกแบบและการตรวจสอบ สภาพแวดล้อมการออกแบบที่เป็นเนื้อเดียวกันจะช่วยให้คุณสามารถเปรียบเทียบผลการจำลองที่ได้รับในขั้นตอนแรกและขั้นตอนต่อมาของการออกแบบ

เอกสารที่คล้ายกัน

แนวคิด งาน และปัญหาของระบบอัตโนมัติของการออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน โครงสร้างของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ CAD ที่ซับซ้อน คำอธิบายของไมโครเซอร์กิต รีจิสเตอร์ เกท และระดับซิลิกอนของการแสดงระบบมัลติโปรเซสเซอร์

บทคัดย่อ เพิ่ม 11/11/2010


การจำลองเครื่องขยายกำลังเสียงความถี่เสียง (UMZCH) เพื่อตรวจสอบการปฏิบัติตามคุณสมบัติของมัน ความต้องการทางด้านเทคนิคใช้ได้กับอุปกรณ์ประเภทนี้ ศึกษาขั้นตอนการออกแบบขั้นพื้นฐานสำหรับขั้นตอนการออกแบบแผนผัง

ภาคเรียนที่เพิ่ม 07/07/2009


ไดอะแกรมทั่วไปของกระบวนการออกแบบอัตโนมัติสำหรับ RES การจำแนกประเภทของงานออกแบบได้รับการแก้ไขในกระบวนการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุ โครงสร้าง CAD, ซอฟต์แวร์, การสนับสนุนทางภาษา ภาษาสนทนา ความหลากหลายและประเภท

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 12/10/2008


วิธีอัลกอริธึมใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดและคำนวณพารามิเตอร์ของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของส่วนประกอบวิทยุในระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ใช้สำหรับการออกแบบ

วิทยานิพนธ์ เพิ่ม 12/15/2008


ระบบจำลองวงจรของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของวัตถุควบคุม การกำหนดพารามิเตอร์ของวัตถุทางเทคโนโลยี การประเมินตัวบ่งชี้คุณภาพของ ACS การคำนวณเชิงเส้น ระบบต่อเนื่องการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างของพวกเขา

เพิ่มรายวิชาเมื่อ 05/06/2013


การวิเคราะห์ ความทันสมัยการออกแบบเครื่องส่งและรับวิทยุ คำอธิบายของระบบสนับสนุนการตัดสินใจ โอกาสในการใช้ระบบดังกล่าวในด้านการออกแบบ การคำนวณแบนด์วิดธ์ของช่องสัญญาณความถี่สูงของเครื่องรับ

วิทยานิพนธ์, เพิ่ม 12/30/2015


วิธีพื้นฐานในการออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การคำนวณพารามิเตอร์แบบคงที่และแบบไดนามิก การใช้งานจริงแพ็คเกจการจำลองแผนผัง MicroCap 8 สำหรับการจำลองแอมพลิฟายเออร์ในโดเมนความถี่และเวลา

ภาคเรียนที่เพิ่ม 07/23/2013


โหมดการทำงาน ประเภทของวิธีการทางเทคนิคของระบบกล้องวงจรปิดทางโทรทัศน์ ขั้นตอนและอัลกอริธึมการออกแบบ ตัวเลือกสำหรับการเลือกจอภาพและอุปกรณ์บันทึกยอดนิยม การจำแนกประเภทของกล้อง คุณสมบัติของการติดตั้งภายในและภายนอก

บทคัดย่อ เพิ่ม 01/25/2009


หลักการออกแบบวิธีการทางเทคนิคที่ซับซ้อนของระบบควบคุมอัตโนมัติ ข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์พิเศษและค่าใช้จ่ายในการดำเนินการ อุปกรณ์สำหรับเข้ารหัสข้อมูลกราฟิก พล็อตเตอร์และป้ายบอกคะแนน

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 02/20/2011


วิธีและขั้นตอนการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ บทบาทของภาษาโปรแกรมในระบบออกแบบเครื่องจักรอัตโนมัติ คำอธิบายสั้น ๆ ของคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการแก้ปัญหาการออกแบบอัตโนมัติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

โซลูชันการออกแบบ - คำอธิบายขั้นกลางของวัตถุที่ออกแบบซึ่งได้รับในระดับลำดับชั้นหนึ่งหรือระดับอื่นอันเป็นผลมาจากขั้นตอน (ระดับที่สอดคล้องกัน)

ขั้นตอนการออกแบบเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการออกแบบ ตัวอย่างของขั้นตอนการออกแบบ ได้แก่ การสังเคราะห์ไดอะแกรมการทำงานของอุปกรณ์ที่ออกแบบ การสร้างแบบจำลอง การตรวจสอบ การกำหนดเส้นทางของการเชื่อมต่อถึงกันบนแผงวงจรพิมพ์ ฯลฯ

การออกแบบโรงไฟฟ้าแบ่งออกเป็นขั้นตอน ขั้นตอนคือลำดับขั้นตอนการออกแบบ ลำดับขั้นตอนการออกแบบทั่วไปมีดังนี้:

การเตรียมข้อกำหนดทางเทคนิค

อินพุตโครงการ

การออกแบบสถาปัตยกรรม

การออกแบบเชิงฟังก์ชันและเชิงตรรกะ

การออกแบบวงจร

การออกแบบทอพอโลยี

การผลิตต้นแบบ

การกำหนดคุณสมบัติของอุปกรณ์

การร่างข้อกำหนดทางเทคนิค กำหนดข้อกำหนดสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบคุณลักษณะและงานด้านเทคนิคสำหรับการออกแบบ

อินพุตโครงการ ขั้นตอนการออกแบบแต่ละขั้นตอนมีวิธีป้อนข้อมูลของตัวเอง นอกจากนี้ ระบบเครื่องมือจำนวนมากยังให้วิธีการอธิบายโครงการได้มากกว่าหนึ่งวิธี

โปรแกรมแก้ไขกราฟิกและข้อความระดับสูงสำหรับคำอธิบายโครงการระบบการออกแบบที่ทันสมัยมีประสิทธิภาพ โปรแกรมแก้ไขเหล่านี้ช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถวาดแผนภาพบล็อกของระบบขนาดใหญ่ กำหนดแบบจำลองให้กับแต่ละบล็อก และเชื่อมต่อระหว่างกันผ่านบัสและเส้นทางสัญญาณ บรรณาธิการมักจะเชื่อมโยงคำอธิบายที่เป็นข้อความของบล็อกและการเชื่อมต่อกับกราฟิกที่เกี่ยวข้องโดยอัตโนมัติ ดังนั้นจึงเป็นการจำลองระบบที่ครอบคลุม ซึ่งช่วยให้วิศวกรระบบไม่สามารถเปลี่ยนแปลงวิธีการทำงาน: คุณยังสามารถคิด ร่างแผนผังลำดับงานของโปรเจ็กต์ของคุณราวกับเขียนบนกระดาษ ขณะเดียวกัน ข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับระบบก็จะถูกป้อนและสะสมไปด้วย

สมการลอจิกหรือไดอะแกรมวงจรมักถูกใช้อย่างดีเพื่ออธิบายตรรกะการเทียบท่าพื้นฐาน

ตารางความจริงมีประโยชน์สำหรับการอธิบายตัวถอดรหัสหรือบล็อกตรรกะง่ายๆ อื่นๆ

ภาษาคำอธิบายฮาร์ดแวร์ที่มีโครงสร้างเช่นเครื่องของรัฐมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการแสดงบล็อกการทำงานเชิงตรรกะที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นบล็อกควบคุม

การออกแบบสถาปัตยกรรม แสดงถึงการออกแบบ EI จนถึงระดับการส่งสัญญาณไปยัง CPU และหน่วยความจำ หน่วยความจำ และประสิทธิภาพ ในขั้นตอนนี้ องค์ประกอบของอุปกรณ์โดยรวมจะถูกกำหนด ส่วนประกอบหลักของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์จะถูกกำหนด

เหล่านั้น. การออกแบบระบบทั้งหมดด้วยการนำเสนอระดับสูงเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการแก้ปัญหาทางสถาปัตยกรรม ตามกฎแล้วในกรณีที่มีการพัฒนาระบบใหม่โดยพื้นฐานและจำเป็นต้องศึกษาปัญหาสถาปัตยกรรมทั้งหมดอย่างรอบคอบ

ในหลายกรณี การออกแบบระบบที่สมบูรณ์จำเป็นต้องมีการรวมส่วนประกอบและเอฟเฟกต์ที่ไม่ใช่ทางไฟฟ้าไว้ในโครงสร้าง เพื่อที่จะทดสอบพวกมันในคอมเพล็กซ์การสร้างแบบจำลองเดียว

เนื่องจากมีการใช้องค์ประกอบของระดับนี้: โปรเซสเซอร์, หน่วยความจำ, คอนโทรลเลอร์, บัส ในการสร้างแบบจำลองและการสร้างแบบจำลองระบบ จะใช้วิธีการของทฤษฎีกราฟ ทฤษฎีเซต ทฤษฎีกระบวนการของมาร์คอฟ ทฤษฎีการจัดคิว ตลอดจนวิธีการทางตรรกะและคณิตศาสตร์ในการอธิบายการทำงานของระบบ

ในทางปฏิบัติ ควรสร้างสถาปัตยกรรมระบบแบบกำหนดพารามิเตอร์ และเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการกำหนดค่า ดังนั้น โมเดลที่เกี่ยวข้องจึงต้องมีการกำหนดพารามิเตอร์ด้วย พารามิเตอร์การกำหนดค่าของโมเดลสถาปัตยกรรมกำหนดฟังก์ชันที่จะนำไปใช้ในฮาร์ดแวร์และในซอฟต์แวร์ ตัวเลือกการกำหนดค่าบางอย่างสำหรับฮาร์ดแวร์ ได้แก่:

จำนวน ความกว้างบิต และแบนด์วิดท์ของบัสระบบ

เวลาเข้าถึงหน่วยความจำ

ขนาดแคช

จำนวนโปรเซสเซอร์ พอร์ต รีจิสเตอร์บล็อก

ความจุของบัฟเฟอร์การถ่ายโอนข้อมูล

และพารามิเตอร์การกำหนดค่าซอฟต์แวร์ ได้แก่ :

พารามิเตอร์ตัวกำหนดตารางเวลา

ลำดับความสำคัญของงาน

ช่วงการกำจัดขยะ

ช่วง CPU สูงสุดที่อนุญาตสำหรับโปรแกรม

พารามิเตอร์ของระบบย่อยการจัดการหน่วยความจำ (ขนาดหน้า ขนาดเซ็กเมนต์ เช่นเดียวกับการกระจายไฟล์บนดิสก์เซกเตอร์

พารามิเตอร์การกำหนดค่าสื่อ:

ค่าของช่วงเวลาหมดเวลา;

ขนาดชิ้นส่วน;

พารามิเตอร์โปรโตคอลสำหรับการตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาด

ข้าว. หนึ่ง

ในการออกแบบเชิงโต้ตอบที่ระดับระบบ ขั้นแรกจะแนะนำคุณสมบัติการใช้งานของระดับระบบในรูปแบบของไดอะแกรมการไหลของข้อมูล และเลือกประเภทของส่วนประกอบสำหรับการใช้งานฟังก์ชันต่างๆ (รูปที่ 1) งานหลักที่นี่คือการพัฒนาสถาปัตยกรรมระบบที่จะตอบสนองความต้องการด้านการทำงาน ความเร็ว และต้นทุนที่กำหนด ข้อผิดพลาดในระดับสถาปัตยกรรมมีราคาแพงกว่าการตัดสินใจระหว่างการใช้งานจริง

แบบจำลองทางสถาปัตยกรรมมีความสำคัญและสะท้อนถึงตรรกะของพฤติกรรมของระบบและลักษณะเฉพาะชั่วขณะ ซึ่งทำให้สามารถระบุปัญหาในการใช้งานได้ มีคุณสมบัติที่สำคัญสี่ประการ:

พวกเขาแสดงการทำงานของส่วนประกอบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์อย่างถูกต้องโดยใช้นามธรรมข้อมูลระดับสูงในรูปแบบของสตรีมข้อมูล

แบบจำลองทางสถาปัตยกรรมแสดงถึงเทคโนโลยีการนำไปใช้ในรูปของพารามิเตอร์ชั่วคราวอย่างเป็นนามธรรม เทคโนโลยีการใช้งานเฉพาะถูกกำหนดโดยค่าเฉพาะของพารามิเตอร์เหล่านี้

โมเดลสถาปัตยกรรมประกอบด้วยแผนผังที่อนุญาตให้บล็อกการทำงานจำนวนมากแบ่งปัน (แชร์) ส่วนประกอบ

โมเดลเหล่านี้ต้องกำหนดพารามิเตอร์ได้ พิมพ์ และนำกลับมาใช้ใหม่ได้

การสร้างแบบจำลองในระดับระบบช่วยให้นักพัฒนาสามารถประเมินตัวเลือกทางเลือกสำหรับการออกแบบระบบในแง่ของอัตราส่วนของการทำงาน ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ และต้นทุน

ระบบเครื่องมือออกแบบจากบนลงล่าง (ASIC Navigator, Compass Disign Automation) สำหรับ ASIC และระบบ

ความพยายามที่จะปลดปล่อยวิศวกรจากการออกแบบที่ระดับเกท

ผู้ช่วยลอจิก

ผู้ช่วยออกแบบ;

ASIC Synthesizez (ซินธิไซเซอร์ ASIC);

หมายเหตุ: การบรรยายให้คำจำกัดความพื้นฐาน วัตถุประสงค์ และหลักการของระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) มีการระบุสาระสำคัญและโครงร่างของการทำงานของ CAD แสดงตำแหน่งของ CAD RES ในระบบอัตโนมัติอื่นๆ โครงสร้างและความหลากหลายของ CAD ได้รับการพิจารณา วัตถุประสงค์หลักของการบรรยายคือเพื่อแสดงสาระสำคัญของกระบวนการออกแบบอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ หลักการออกแบบขั้นพื้นฐาน ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับ แนวทางที่เป็นระบบในการออกแบบโครงสร้างและเทคโนโลยีการผลิตของRES

4.1. ความหมาย วัตถุประสงค์ วัตถุประสงค์

ตามคำจำกัดความ CAD เป็นระบบองค์กรและเทคนิคที่ประกอบด้วยชุดเครื่องมือออกแบบอัตโนมัติและทีมผู้เชี่ยวชาญจากแผนกต่างๆ องค์กรออกแบบดำเนินการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยของวัตถุที่เป็นผลมาจากกิจกรรม องค์กรออกแบบ [ , ].

จากคำจำกัดความนี้ CAD ไม่ใช่วิธีการอัตโนมัติ แต่เป็นระบบกิจกรรมของมนุษย์ในการออกแบบวัตถุ ดังนั้น การออกแบบอัตโนมัติตามระเบียบวินัยทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคจึงแตกต่างจากการใช้คอมพิวเตอร์ตามปกติในกระบวนการออกแบบ ซึ่งเกี่ยวข้องกับปัญหาในการสร้างระบบ ไม่ใช่ชุดของงานแต่ละอย่าง ระเบียบวินัยนี้เป็นระเบียบวิธีในการสรุปคุณลักษณะที่เหมือนกันกับแอปพลิเคชันเฉพาะที่แตกต่างกัน

รูปแบบการทำงานในอุดมคติของ CAD แสดงในรูปที่ 4.1.

ข้าว. 4.1.

โครงร่างนี้เหมาะอย่างยิ่งในแง่ของการปฏิบัติตามถ้อยคำตามมาตรฐานที่มีอยู่และไม่สอดคล้องกับระบบปฏิบัติการจริง ซึ่งงานออกแบบบางอย่างไม่ได้ดำเนินการโดยใช้เครื่องมืออัตโนมัติ และไม่ใช่นักออกแบบทุกคนที่ใช้เครื่องมือเหล่านี้

นักออกแบบตามคำจำกัดความคือ CAD ข้อความนี้ค่อนข้างถูกต้อง เนื่องจาก CAD เป็นระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย ไม่ใช่ระบบการออกแบบอัตโนมัติ ซึ่งหมายความว่าการดำเนินการออกแบบบางอย่างสามารถทำได้และจะทำโดยมนุษย์เสมอ ในเวลาเดียวกัน ในระบบขั้นสูง สัดส่วนของงานที่ทำโดยบุคคลจะน้อยลง แต่เนื้อหาของงานเหล่านี้จะมีความสร้างสรรค์มากขึ้น และบทบาทของบุคคลในกรณีส่วนใหญ่จะมีความรับผิดชอบมากกว่า

จากคำจำกัดความของ CAD วัตถุประสงค์ของการดำเนินงานคือการออกแบบ ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การออกแบบเป็นกระบวนการของการประมวลผลข้อมูล ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะนำไปสู่การได้ภาพที่สมบูรณ์ของวัตถุที่ออกแบบและวิธีการผลิต

ในการออกแบบด้วยตนเอง คำอธิบายที่สมบูรณ์ของวัตถุที่ออกแบบและวิธีการผลิตประกอบด้วยการออกแบบผลิตภัณฑ์และ เอกสารทางเทคนิค... สำหรับเงื่อนไขของการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยชื่อยังไม่ได้รับการรับรอง ผลิตภัณฑ์สุดท้ายการออกแบบที่มีข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุและเทคโนโลยีในการสร้าง ในทางปฏิบัติเรียกอีกอย่างว่า "โครงการ"

การออกแบบเป็นงานทางปัญญาของมนุษย์ประเภทหนึ่งที่ท้าทายที่สุดประเภทหนึ่ง ยิ่งไปกว่านั้น ขั้นตอนการออกแบบวัตถุที่ซับซ้อนนั้นอยู่เหนือพลังของคนเพียงคนเดียวและดำเนินการโดยทีมงานสร้างสรรค์ ในทางกลับกัน ทำให้กระบวนการออกแบบซับซ้อนและยากต่อการทำให้เป็นทางการ ในการทำให้กระบวนการดังกล่าวเป็นไปโดยอัตโนมัติ คุณต้องทราบอย่างชัดเจนว่าแท้จริงแล้วมันคืออะไรและนักพัฒนาดำเนินการอย่างไร ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าการศึกษากระบวนการออกแบบและการทำให้เป็นทางการนั้นมอบให้กับผู้เชี่ยวชาญที่มีปัญหาอย่างมาก ดังนั้นการออกแบบอัตโนมัติในทุกๆ ที่จึงถูกดำเนินการเป็นขั้นตอน ครอบคลุมสิ่งใหม่ๆ การดำเนินงานออกแบบ... ดังนั้นระบบใหม่จึงถูกสร้างขึ้นทีละขั้นตอนและระบบเก่าได้รับการปรับปรุง ยิ่งระบบถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ ยิ่งยากต่อการกำหนดข้อมูลเริ่มต้นสำหรับแต่ละส่วนอย่างถูกต้อง แต่จะยิ่งเพิ่มประสิทธิภาพได้ง่ายขึ้นเท่านั้น

ออกแบบวัตถุอัตโนมัติคืองาน การกระทำของบุคคลที่เขาทำในขั้นตอนการออกแบบ และสิ่งที่พวกเขาออกแบบเรียกว่า วัตถุของการออกแบบ.

บุคคลสามารถออกแบบบ้าน รถยนต์ กระบวนการทางเทคโนโลยี,สินค้าอุตสาหกรรม. ออบเจ็กต์เดียวกันนี้ออกแบบมาเพื่อออกแบบ CAD ในเวลาเดียวกัน ผลิตภัณฑ์ CAD (CAD I) และ CAD กระบวนการทางเทคโนโลยี (CAD TP).

เพราะฉะนั้น, วัตถุการออกแบบไม่ใช่ วัตถุของการออกแบบอัตโนมัติ... ในทางปฏิบัติการผลิต เป้าหมายของการออกแบบอัตโนมัติเป็นการกระทำทั้งชุดของนักออกแบบที่พัฒนาผลิตภัณฑ์หรือ กระบวนการทางเทคโนโลยีหรือทั้งสองอย่าง และทำให้ผลลัพธ์ของการพัฒนาเป็นทางการในรูปแบบของเอกสารการออกแบบ เทคโนโลยี และการปฏิบัติงาน

ด้วยการแบ่งขั้นตอนการออกแบบทั้งหมดออกเป็นขั้นตอนและการดำเนินการ คุณสามารถอธิบายได้โดยใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจงและกำหนดเครื่องมือสำหรับการทำงานอัตโนมัติ จากนั้นจึงจำเป็นต้องพิจารณาไฮไลท์ การดำเนินงานออกแบบและ เครื่องมืออัตโนมัติอย่างซับซ้อนและหาวิธีจับคู่เข้า ระบบครบวงจรที่ตรงตามเป้าหมายที่ตั้งไว้

เมื่อออกแบบวัตถุที่ซับซ้อนต่างๆ การดำเนินงานออกแบบมีการทำซ้ำหลายครั้ง เนื่องจากการออกแบบเป็นกระบวนการที่พัฒนาขึ้นโดยธรรมชาติ มันเริ่มต้นด้วยการพัฒนาแนวคิดทั่วไปของวัตถุที่ออกแบบบนพื้นฐานของ - การออกแบบร่าง... วิธีแก้ปัญหาโดยประมาณเพิ่มเติม (ประมาณการ) การออกแบบร่างระบุไว้ในขั้นตอนการออกแบบที่ตามมาทั้งหมด โดยทั่วไป กระบวนการดังกล่าวสามารถแสดงเป็นเกลียวได้ ที่จุดหมุนด้านล่างของเกลียวคือแนวคิดของวัตถุที่ฉาย ด้านบน - ข้อมูลสุดท้ายเกี่ยวกับวัตถุที่ฉาย ในแต่ละรอบของเกลียว จากมุมมองของเทคโนโลยีการประมวลผลข้อมูล จะมีการดำเนินการที่เหมือนกัน แต่ในปริมาณที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นเครื่องมือ เครื่องมืออัตโนมัติการดำเนินการซ้ำ ๆ อาจเหมือนกัน

เป็นเรื่องยากมากที่จะแก้ปัญหาของการทำให้กระบวนการออกแบบทั้งหมดเป็นแบบแผนอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม หากอย่างน้อยส่วนหนึ่งของการดำเนินการออกแบบเป็นไปโดยอัตโนมัติ ก็จะยังคงพิสูจน์ตัวเองได้ เนื่องจากจะช่วยให้สามารถพัฒนาระบบ CAD ที่สร้างขึ้นได้ในอนาคต ตามโซลูชันทางเทคนิคขั้นสูงและด้วยต้นทุนทรัพยากรที่ต่ำลง ...

โดยทั่วไป สำหรับทุกขั้นตอนของการออกแบบผลิตภัณฑ์และเทคโนโลยีการผลิต การดำเนินการประมวลผลข้อมูลทั่วไปประเภทหลักต่อไปนี้สามารถแยกแยะได้:

• การค้นหาและคัดเลือกจากแหล่งต่าง ๆ ของข้อมูลที่จำเป็น
• การวิเคราะห์ข้อมูลที่เลือก
• ทำการคำนวณ
• การตัดสินใจออกแบบ
• การลงทะเบียนโซลูชันการออกแบบในรูปแบบที่สะดวกสำหรับการใช้งานต่อไป (ในขั้นตอนต่อๆ ไปของการออกแบบ ระหว่างการผลิตหรือการใช้งานผลิตภัณฑ์)

ระบบอัตโนมัติของการดำเนินการประมวลผลข้อมูลที่ระบุไว้และกระบวนการจัดการข้อมูลในทุกขั้นตอนของการออกแบบคือ สาระสำคัญของการทำงานของระบบ CAD ที่ทันสมัย.

อะไรคือคุณสมบัติหลักของระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย และความแตกต่างพื้นฐานจากวิธีการทำงานอัตโนมัติ "แบบอิงตามงาน" คืออะไร?

ครั้งแรก ลักษณะเฉพาะคือโอกาส บูรณาการการแก้ปัญหาการออกแบบทั่วไป สร้างความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดระหว่างปัญหาเฉพาะ กล่าวคือ ความเป็นไปได้ของการแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างเข้มข้นและการโต้ตอบ ไม่เพียงแต่เฉพาะขั้นตอนแต่ละรายการ แต่ยังรวมถึงขั้นตอนการออกแบบด้วย ตัวอย่างเช่น ในส่วนที่เกี่ยวกับขั้นตอนการออกแบบทางเทคนิค (การออกแบบ) ของ CAD RES จะช่วยแก้ปัญหาของเลย์เอาต์ การจัดวาง และการกำหนดเส้นทางอย่างใกล้ชิด ซึ่งควรฝังอยู่ในฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของระบบ

เกี่ยวกับระบบระดับสูง เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับการจัดตั้งปิด การสื่อสารข้อมูลระหว่างขั้นตอนการออกแบบแผนผังและทางเทคนิค ระบบดังกล่าวทำให้สามารถสร้างวิธีการทางวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในแง่ของข้อกำหนดด้านการทำงาน การออกแบบ และเทคโนโลยี

ความแตกต่างที่สองระหว่าง CAD RES คือ โหมดโต้ตอบการออกแบบที่ กระบวนการต่อเนื่อง บทสนทนา"คน-เครื่องจักร". ไม่ว่าวิธีการออกแบบที่เป็นทางการจะซับซ้อนและซับซ้อนเพียงใด ไม่ว่าพลังการประมวลผลจะทรงพลังเพียงใด ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างอุปกรณ์ที่ซับซ้อนโดยปราศจากการมีส่วนร่วมอย่างสร้างสรรค์ของบุคคล การออกแบบระบบอัตโนมัติตามแนวคิดไม่ควรแทนที่ผู้ออกแบบ แต่ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับกิจกรรมสร้างสรรค์ของเขา

คุณสมบัติที่สามของ CAD RES คือความเป็นไปได้ การจำลองระบบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ในสภาพการทำงานใกล้เคียงกับของจริง การสร้างแบบจำลองการจำลอง ทำให้สามารถทำนายปฏิกิริยาของวัตถุที่ออกแบบต่อการก่อกวนต่างๆ ได้ ทำให้นักออกแบบสามารถ "เห็น" ผลงานของเขาในการดำเนินการโดยไม่ต้องสร้างต้นแบบ คุณค่าของคุณลักษณะ CAD นี้อยู่ที่ว่าในกรณีส่วนใหญ่ เป็นเรื่องยากมากที่จะกำหนดระบบ เกณฑ์ประสิทธิภาพ RES ประสิทธิภาพเกี่ยวข้องกับข้อกำหนดจำนวนมากที่มีลักษณะแตกต่างกัน และขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ REM และปัจจัยภายนอกจำนวนมาก ดังนั้น ในปัญหาการออกแบบที่ซับซ้อน แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกำหนดขั้นตอนในการค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุดตามเกณฑ์ของประสิทธิภาพที่ซับซ้อน การสร้างแบบจำลองการจำลองอนุญาตให้ทดสอบ ตัวเลือกต่างๆตัดสินใจและเลือกสิ่งที่ดีที่สุดและทำอย่างรวดเร็วโดยคำนึงถึงปัจจัยและความขุ่นเคืองทุกประเภท

คุณลักษณะที่สี่คือความซับซ้อนที่สำคัญของซอฟต์แวร์และ ข้อมูลสนับสนุนออกแบบ. เรากำลังพูดถึงไม่เพียงแต่การเพิ่มขึ้นในเชิงปริมาณเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับความซับซ้อนทางอุดมการณ์ซึ่งเกี่ยวข้องกับความจำเป็นในการสร้างภาษาการสื่อสารระหว่างนักออกแบบกับคอมพิวเตอร์ คลังข้อมูล ที่พัฒนา โปรแกรมแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่าง ส่วนประกอบระบบ โปรแกรมออกแบบ อันเป็นผลมาจากการออกแบบ REM ใหม่ที่ล้ำหน้ายิ่งขึ้นได้ถูกสร้างขึ้น ซึ่งแตกต่างจากแอนะล็อกและต้นแบบในประสิทธิภาพที่สูงขึ้นอันเนื่องมาจากการใช้ปรากฏการณ์ทางกายภาพและหลักการทำงานใหม่ ฐานองค์ประกอบและโครงสร้างที่สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น การออกแบบที่ได้รับการปรับปรุง และเทคโนโลยีที่ก้าวหน้า กระบวนการ

4.2. หลักการสร้างระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยสำหรับโครงสร้างและเทคโนโลยี

เมื่อสร้างระบบ CAD ระบบเหล่านี้จะได้รับคำแนะนำจากหลักการทั่วทั้งระบบดังต่อไปนี้:

1. หลักการ รวมประกอบด้วยความจริงที่ว่าข้อกำหนดสำหรับการสร้าง การดำเนินการ และการพัฒนา CAD นั้นถูกกำหนดโดยระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งรวมถึง CAD เป็นระบบย่อย เช่น ระบบที่ซับซ้อนตัวอย่างเช่น ระบบบูรณาการ ASNI - CAD - ระบบควบคุมกระบวนการขององค์กร อุตสาหกรรม CAD เป็นต้น
2. หลักการ ความสามัคคีอย่างเป็นระบบให้การรับรองความสมบูรณ์ของระบบ CAD เนื่องจากการเชื่อมต่อระหว่างระบบย่อยและการทำงานของระบบย่อยการควบคุม CAD
3. หลักการ ความซับซ้อนต้องการความสอดคล้องกันของการออกแบบของแต่ละองค์ประกอบและวัตถุทั้งหมดโดยรวมในทุกขั้นตอนของการออกแบบ
4. หลักการ ความสามัคคีของข้อมูลกำหนดไว้ล่วงหน้า ความสม่ำเสมอของข้อมูลแต่ละระบบย่อยและส่วนประกอบ CAD ซึ่งหมายความว่าในการจัดหาส่วนประกอบ CAD ควรใช้คำศัพท์ สัญลักษณ์ ข้อตกลง ภาษาโปรแกรมที่เน้นปัญหา และวิธีการนำเสนอข้อมูลซึ่งมักจะกำหนดขึ้นตามความเหมาะสม เอกสารกำกับดูแล... หลักการของความสามัคคีของข้อมูลโดยเฉพาะอย่างยิ่งการจัดตำแหน่งของไฟล์ทั้งหมดที่ใช้ซ้ำ ๆ ในการออกแบบวัตถุต่างๆในคลังข้อมูล เนื่องจากความสามัคคีของข้อมูล ผลลัพธ์ของการแก้ปัญหาหนึ่งปัญหาใน CAD โดยไม่ต้องมีการจัดเรียงใหม่หรือประมวลผลอาร์เรย์ข้อมูลที่ได้รับจึงสามารถใช้เป็นข้อมูลเบื้องต้นสำหรับปัญหาการออกแบบอื่นๆ
5. หลักการ ความเข้ากันได้คือ ภาษา รหัส ข้อมูล และ ข้อมูลจำเพาะการเชื่อมโยงเชิงโครงสร้างระหว่างระบบย่อยและส่วนประกอบ CAD ควรประสานกันเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานร่วมกันของระบบย่อยทั้งหมดและเพื่อคงไว้ซึ่ง โครงสร้างเปิด CAD โดยทั่วไป ดังนั้น การแนะนำฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์ใหม่ใดๆ ใน CAD ไม่ควรนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงใดๆ ในเครื่องมือที่ใช้อยู่แล้ว
6. หลักการ ค่าคงที่กำหนดว่าระบบย่อยและส่วนประกอบ CAD ควรจะเป็นแบบสากลหรือเป็นแบบอย่างมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นั่นคือไม่แปรผันกับอ็อบเจกต์ที่ออกแบบและลักษณะเฉพาะของอุตสาหกรรม แน่นอนว่าสิ่งนี้ไม่สามารถทำได้สำหรับส่วนประกอบ CAD ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบหลายอย่าง เช่น โปรแกรมการปรับให้เหมาะสม การประมวลผลอาร์เรย์ข้อมูล และอื่นๆ สามารถทำได้เหมือนกันสำหรับอ็อบเจ็กต์ทางเทคนิคที่แตกต่างกัน

อันเป็นผลมาจากการออกแบบ RES ใหม่ที่ล้ำหน้ายิ่งขึ้นถูกสร้างขึ้น ซึ่งแตกต่างจากอะนาล็อกและต้นแบบในประสิทธิภาพที่สูงขึ้นอันเนื่องมาจากการใช้ปรากฏการณ์และหลักการทางกายภาพใหม่